缺陷和邊界對石墨烯納米帶熱輸運(yùn)性質(zhì)的影響和調(diào)控.pdf

1、低維納米材料石墨烯，由于其優(yōu)異的電學(xué)、熱學(xué)、力學(xué)、光學(xué)以及磁學(xué)等方面的物理性質(zhì)，在理論和實(shí)驗(yàn)上得到了較為廣泛的關(guān)注與研究，被人們認(rèn)為是設(shè)計(jì)未來新穎納米器件的理想材料。目前對石墨烯的研究已經(jīng)成為當(dāng)今凝聚態(tài)物理的熱點(diǎn)之一。為了對石墨烯構(gòu)成的器件熱輸運(yùn)進(jìn)行調(diào)控、為了解決以石墨烯為材料高度集成化的電子電路的散熱問題，都使得人們探索與研究滿足各種應(yīng)用條件的石墨烯器件的熱輸運(yùn)。本論文我們通過格林函數(shù)方法研究了缺陷和邊界對石墨烯納米條帶熱輸運(yùn)性質(zhì)的影

2、響和調(diào)控。
　　本文分為五章，第一章簡單首先介紹了熱輸運(yùn)的研究意義，然后敘述了低維材料石墨烯的發(fā)現(xiàn)、制備方法和其優(yōu)異的熱學(xué)性質(zhì),最后講述了本論文的研究內(nèi)容。
　　第二章講述了格林函數(shù)方法。通過力常數(shù)模型構(gòu)建的哈密頓量，運(yùn)用格林函數(shù)方法求出了熱輸運(yùn)相關(guān)的物理量，如聲子的透射系數(shù)、熱導(dǎo)和局域態(tài)密度等。
　　第三章我們研究了含有線型缺陷的石墨烯納米帶的熱輸運(yùn)性質(zhì)。計(jì)算表明,缺陷類型和缺陷長度對鋸齒型石墨烯納米帶的熱導(dǎo)有重要影

3、響。當(dāng)嵌入的線型缺陷長度相同時(shí),包含t5t7線型缺陷的石墨烯納米帶比包含SW線型缺陷的條帶熱導(dǎo)低。對于嵌入有限長、同種缺陷的ZGNR,其熱導(dǎo)隨線型缺陷的長度增加而降低,但是當(dāng)線型缺陷很長時(shí),其熱導(dǎo)對缺陷長度的變化不再敏感。通過比較嵌入有限長、半無限長、無限長線型缺陷的ZGNR,我們發(fā)現(xiàn)嵌入無限長缺陷的條帶比嵌入半無限長缺陷的條帶熱導(dǎo)高,而后者比嵌入有限長線型缺陷的條帶熱導(dǎo)高。這些研究結(jié)果表明線型缺陷能夠有效地調(diào)控石墨烯納米帶的熱輸運(yùn)性質(zhì)

4、。
　　第四章我們研究了力常數(shù)的調(diào)制對石墨烯納米條帶的熱輸運(yùn)性質(zhì)影響及調(diào)控。研究表明應(yīng)力引起的力常數(shù)變化能使得聲子模式產(chǎn)生頻移，調(diào)制強(qiáng)度P>1時(shí)，在高頻區(qū)對應(yīng)小平臺發(fā)現(xiàn)聲子局域在受調(diào)制的碳鏈上，熱流沿著受調(diào)制碳鏈流動的；調(diào)制中心多條碳鏈比調(diào)制中心一條碳鏈對熱導(dǎo)的影響更加明顯；在一定的調(diào)制強(qiáng)度P下，熱導(dǎo)比(κ/κ0)是由溫度和中心調(diào)制碳鏈數(shù)所決定的。
　　最后，第五章我們簡要的對本論文的工作做了總結(jié)，并對石墨烯材料的研究領(lǐng)域做