Advances in microelectronics and nanotechnology have generated tremendous interest in the non-Fourier regimes of heat conduction, where the conventional theories based on local equilibrium no longer apply. The non-Fourier regimes include small length scales, where the medium can no longer be treated using bulk properties due to ballistic transport, and short time scales, on the order of the relaxation time of heat carriers, such as in short pulse laser heating. One of the objectives of this thesis is to clarify some misunderstandings in hyperbolic heat equation (HHE), commonly thought as a remedy of Fourier's law at small time scales. The HHE is analyzed from the stand point of statistical mechanics with an emphasis on the consequences of assumptions applied to the Boltzmann transport equation (BTE) when deriving the HHE. In addition, some misperceptions of the HHE, caused by a few experiments and confusion with other physical phenomena, are clarified. It is concluded that HHE should not be interpreted as a more general equation governing heat transport because of several fundamental limitations. The other objective of this thesis is to introduce radiation entropy to the equation of phonon radiative transport (EPRT) for understanding the heat transfer mechanism on a fundamental level which can be applied to both diffusion and ballistic heat conduction in dielectric solids. The entropy generation due to phonon transport is examined along with the definition of a phonon brightness temperature, which is direction and frequency dependent. A better understanding of non-Fourier heat conduction will help researchers and engineers to choose appropriate theories or models in analyzing thermal transport in nanodevices.

<p>Low thermal conductivity is a primary limitation in the development of energy-efficient heat transfer fluids that are required in numerous industrial sectors. Recently submicron and high aspect ratio particles (nanoparticles and nanotubes) were introduced into the heat transfer fluids to enhance the thermal conductivity of the resulting nanofluids. The aim of this project was to investigate the physico-chemical properties of nanofluids synthesized using submicron and high aspect ratio particles suspended in heat transfer fluids .</p>

La croissance continue de la demande mondiale des produits semi-conducteurs (dans un large éventail de secteurs, tels que la sécurité, la santé, le divertissement, la connectivité, l'énergie, etc) a été conduite par la loi de Moore en doublant régulièrement la densité et les performances des circuits numériques. Cependant, comme la miniaturisation de la technologie CMOS commence à atteindre ses limites théoriques, l'ITRS prévoit une nouvelle ère connue sous le nom "Beyond CMOS". Des nouveaux matériaux et dispositifs révèlent une capacité à compléter ou même remplacer le transistor CMOS ou son canal dans les systèmes sur puce à base de silicium. Cela a conduit à l'identification des phénomènes prometteurs tel que la conduction ambipolaire dans les structures quasi uni- et zéro-dimensionnels, par exemple dans les nanotubes de carbone, le graphène et les nanofils de silicium. L'ambipolarité, dans un contexte à double grille (DG-FET), signifie qu'un comportement de type N et P puisse être observé dans le même dispositif en fonction de la polarité de la tension de la grille arrière. En plus de leur performance attractive et leur faible consommation de puissance, les dispositifs ambipolaires à double grille indépendantes (Am-IDGFET) permettent le développement des structures logiques ainsi que des paradigmes de conception entièrement inédits. Les techniques classiques de synthèse logique ne peuvent pas représenter la capacité des Am-IDGFETs de fonctionner soit comme commutateurs de type N ou de type P. Alors des nouvelles techniques doivent être trouvées pour construire une logique optimale. Le travail de cette thèse explore les techniques de conception pour permettre l'utilisation de ces dispositifs en définissant des approches génériques et des techniques de conception basées sur les Am-IDGFETs. Deux contextes différents sont abordés: (i) l'amélioration de la conception de cellules logiques avec des structures plus compactes et une meilleure performance, ainsi que des techniques de conception à faible consommation qui exploitent la grille arrière du dispositif, et (ii) l'adaptation des techniques classiques de synthèse logique comme les diagrammes de décision binaires (BDDs) ou l'approche de classification des fonctions afin de construire des cellules logiques reconfigurables à base des Am-IDGFETs. Les méthodes et les techniques proposées sont validées et évaluées à travers une étude basée sur le dispositif DG-CNTFET par l'intermédiaire des simulations précises, en utilisant le modèle DG-CNTFET le plus mature disponible dans la littérature.

京都大学 / 新制・課程博士 / 博士(理学) / 甲第23715号 / 理博第4805号 / 新制||理||1688(附属図書館) / 京都大学大学院理学研究科化学専攻 / (主査)教授 北川 宏, 教授 吉村 一良, 教授 竹腰 清乃理 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Science / Kyoto University / DGAM

Thesis (Ph. D.)--University of Virginia, 2008. / Includes bibliographical references. Also available online through Digital Dissertations.

Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karol. inst., 2006. / Härtill 5 uppsatser.

Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karol. inst., 2006. / Härtill 4 uppsatser.

Thesis (Ph. D.)--University of Chicago, Committee of Neurobiology, December 1999. / Includes bibliographical references. Also available on the Internet.

Akademisk arhandling--Göteborg. / Extra t.p. with thesis statement inserted. Bibliography: p. [38].

[pt] Em geral, as varetas combustíveis de reatores do tipo LMFBR consistem de pastilhas de combustível encapsuladas em tubos de revestimento. Externamente ao tubo de revestimento, um arame é enrolado, na forma de um helicoidal, para atuar como espaçador. Distorções nas distribuições da temperatura na vareta e fluxo de calor no revestimento podem ser provocadas por variações angulares nos coeficientes de troca de calor entre a pastilha e a superfície interna do revestimento e entre o revestimento, ovalização do tubo de revestimento e presença do arame espaçador. Estas distribuições podem ser afetadas, ainda, por efeitos operacionais, tais como densificação, reestruturação e inchamento do combustível. O presente trabalho consiste no desenvolvimento de um programa para análise dos fatores geométricos, acoplados aos fatores operacionais, no desempenho térmico de varetas combustíveis nucleares, em regime permanente. / [en] Generally, LMFBR fuel rods consist of fuel pellets encapsulated in cladding tubes. These tubes are wrapped by a helical wire, working as a spacer. Distortions in the rod temperature distribution and in the external heat flux can be generated by angular variations in the local heat transfer coefficients due to the wire, by excentricity between pellet and clad or by’ovalization of the cladding tube. Also, the temperature distribuitions can be affected by fuel desensification, reestructuring and swelling. The present work consists of the development of a computer code in order to analyse the fuel rod performance as function of geometrical and operational effects, in steady state regime.