石墨烯熱學特性的分子動力學模擬.pdf

1、石墨烯自2004年發(fā)現(xiàn)以來，就成為近十年來的研究熱點。石墨烯具有各種優(yōu)異的性質，特別是高的熱導率，這就使得石墨烯能夠作為一種熱管理材料用于微納電子元器件中。石墨烯在微納電子技術方面廣闊的應用前景需要對石墨烯的導熱行為進行更加深刻廣泛的基礎研究。本文采用分子動力學模擬的方法，對石墨烯的熱學特性進行研究。
　　首先，對石墨烯熱導率影響因素進行研究。在比較了不同手性和不同尺寸的石墨烯熱導率之后發(fā)現(xiàn)，鋸齒型的石墨烯具有更高的熱導率，同時石

2、墨烯的熱導率隨著寬度和長度的增加而增加。在研究了含缺陷石墨烯的熱導率之后發(fā)現(xiàn)，石墨烯的熱導率會隨著缺陷濃度的升高而減小，且吸附氫原子對于石墨烯的熱導率影響最小。含缺陷不同手性的石墨烯的熱導率之間的差異隨著缺陷濃度升高而減小。
　　其次，研究了石墨烯表面修飾鎳原子之后的熱學特性。由于鎳原子和碳原子之間的作用，表面修飾鎳原子之后會降低石墨烯的熱導率，但是石墨烯鍍鎳之后的熱導率也會隨著寬度和長度的增加而增加。隨著缺陷濃度的升高，石墨烯鍍

3、鎳之后的熱導率與石墨烯熱導率之間的差值在減小。
　　再次，對石墨烯拉伸變形的熱學特性進行研究。研究發(fā)現(xiàn)石墨烯的熱導率隨著拉伸應變的增加而減小，這是由于拉伸之后石墨烯鍵長變長，影響了石墨烯中原子的振動功率譜。同時不同方向的拉伸變形對于石墨烯熱導率影響不一樣。
　　最后，研究了金屬/石墨烯納米結構的界面熱導。銅/水平石墨烯的界面熱導大于銅/垂直石墨烯的界面熱導。銅/垂直石墨烯的界面熱導隨著石墨烯層數(shù)的增加而降低。比較了鎳，銅，金