離子輻照對石墨烯熱導率的影響.pdf

1、石墨烯作為典型的二維納米材料，具有優(yōu)異的力、熱、光、電、磁等特性，自2004年成功制備以來，一直是凝聚態(tài)物理和材料領域最受關注的材料之一。石墨烯的性質可以通過施加外場、應力、量子剪裁和納米復合等多種手段進行調制，基于各種調制手段對其性能的提升是其研究的重要方向。其中，通過缺陷即所謂的缺陷工程來調制石墨烯的電熱等性質是凝聚態(tài)領域研究的熱點。本文采用非平衡態(tài)分子動力學方法，重點研究了缺陷對石墨烯熱學性質的調制作用。首先采用離子輻射的方式，形

2、成缺陷結構，研究了缺陷形成的力學規(guī)律，在此基礎上研究了缺陷對石墨烯熱導率的影響，并進一步建立輻照離子能量、劑量、入射角度與熱導率之間的調制規(guī)律。主要開展了如下工作：
　?。?）輻照能量與石墨烯缺陷的形成關系。首先采用單個離子輻照石墨烯，隨著入射離子能量的改變，模擬產生四個隨機事件：吸附、反彈、缺陷和穿透，通過對大量入射事件的統(tǒng)計研究，得到四個事件的發(fā)生概率與入射離子能量之間的關系。
　?。?）輻照離子劑量對石墨烯熱導率的影響

3、。結果顯示，在任一確定的入射離子能量下，石墨烯條帶的熱導率隨著入射離子劑量的增大而減小。并且隨著入射離子能量的增加，不同離子劑量對石墨烯熱導率的影響非常類似，熱導率的升高或者降低與吸附原子及缺陷的數(shù)目密切相關（其中反彈和穿透事件對石墨烯條帶熱導率不產生影響），計算結果還表明無論是吸附原子還是空位缺陷，熱導率都隨著缺陷或吸附原子的濃度增加先迅速降低，而后緩慢降低，且在相同的濃度下，空位對石墨烯熱導率的抑制作用要明顯強于吸附原子。