题目：半导体非线性连续介质力学与热力学

报告人：屈毅林 副教授（西北工业大学）

时间：2024年11月20日（周三）15:00至16:00

地点：明故宫校区A18-1109会议室

主办单位：航空航天结构力学及控制全国重点实验室、航空学院、校科协

报告内容摘要：

    半导体材料力电耦合特性为调控器件行为提供了新思路。通过结合电介质压电理论与半导体漂移-扩散理论，可获得机械载荷对电荷分布、伏安特性的调控规律，进一步指导器件设计。然而，通过组合线性压电方程与漂移-扩散方程还存在多处理论不足与应用限制，例如，线性理论无法应用于有限变形问题，本构方程无法描述现有的实验现象，熵平衡方程与本构方程不严格热力学自洽等问题。因此，半导体的非线性连续介质热力学研究十分必要。本报告给出了空间构型与物质构型上，半导体材料的连续介质物理基本律（质量守恒、动量守恒、动量矩守恒、Maxwell方程组、能量守恒、克劳修斯不等式），推导得到Lagrange描述下的耗散不等式，通过运用Coleman-Noll过程，获得了热力学自洽的本构方程（特别的，针对统计物理中电子、空穴能量形式与简单二次型，说明了其联系与区别）、Gibbs关系、熵平衡方程等。基于以上，进一步给出了针对非线性半导体力-电-热-化耦合的偏微分方程初-边值问题，以及相应的虚功原理。面向该IBVP，获得了线性化方程的精确解，建立了非线性方程的数值模型。通过解析与数值分析，重点介绍压电半导体中潜在的制冷机理与挠曲电半导体中的应变梯度传感机理。

报告人简介：

    屈毅林，现任职于西工大航海学院与宁波研究院，研究方向为多场耦合结构力学、仿生潜水器动力学。入选国家青托人才项目，甬江青年科技创新人才项目，担任西北工业大学首批“1→0”重大工程科学项目负责人。目前主持国家级、省部级等纵向科研项目10项，包括国家自然科学基金、J口某重大项目课题、科创甬江2035重点研发计划项目等，累计经费1100余万元。发表SCI论文60余篇，包括IJES、IJMS、IJSS、CS、TW、APM、AMM、JAM、JAP、OE、APOR等。合作出版学术专著2部：《弹性半导体的多场耦合理论与应用》、《仿蝠鲼潜水器设计理论与方法》。获得中国创新挑战赛冠军（团队负责人）、Wiley中国高贡献作者奖、国际应用力学会议最佳海报奖等。受邀在IEEE压电会议等多个国内国际会议作邀请报告；担任APM、ES、MOM、JAP、MRC、MMS、应用数学与力学等杂志审稿人。研究成果受到CCTV-1、CCTV-10、CGTN国庆献礼《澎湃中国》等报道和采访。