層間sp3雜化對雙層石墨烯納米帶熱輸運的調(diào)制-分子動力學(xué)模擬.pdf

1、石墨烯優(yōu)異的性能使其在納米器件，半導(dǎo)體材料，生物傳感器，信息存儲，太陽能電池和儲氫材料等領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用價值。而石墨烯的熱性質(zhì)是影響其納米電子器件應(yīng)用的關(guān)鍵因素，研究石墨烯的熱輸運性質(zhì)對石墨烯復(fù)合納米材料的應(yīng)用顯得尤為重要。本文采用非平衡分子動力學(xué)方法研究了雙層石墨烯納米帶層間sp3雜化對其熱輸運性質(zhì)的影響。研究結(jié)果主要包括以下幾個方面：
　　1.研究了sp3雜化鏈與熱流方向的夾角對雙層石墨烯納米帶熱輸運性質(zhì)的影響。結(jié)果表明：當(dāng)夾

2、角為900時，雜化結(jié)構(gòu)處出現(xiàn)明顯的溫差ΔT，產(chǎn)生了Kapitza界面熱阻，而夾角為0°，30°和60°時，雜化結(jié)構(gòu)處沒有出現(xiàn)明顯的溫差。隨著夾角的增大，sp3雜化原子沿?zé)崃鞣较騿挝婚L度的雜化濃度越大，sp3雜化原子在50-60THz間的聲子振動模式逐漸減小，當(dāng)夾角為900時，高頻聲子振動模式完全消失。
　　2.研究了垂直于熱流方向和平行于熱流方向的兩條sp3雜化鏈的間距對雙層石墨納米帶熱輸運性質(zhì)的影響。研究結(jié)果表明，當(dāng)sp3雜化鏈

3、垂直于熱流方向時，隨著兩條鏈之間距離逐漸增大，雙層石墨烯納米帶的Kapitza界面熱導(dǎo)降低，當(dāng)間距大于9A時，Kapitza界面熱導(dǎo)趨于穩(wěn)定。當(dāng)兩條sp3雜化鏈平行于熱流方向，間距大于3A時，雙層石墨烯納米帶的熱導(dǎo)率趨于穩(wěn)定。
　　3.研究了垂直于熱流方向和平行于熱流方向兩種分布方式下sp3雜化鏈條數(shù)對雙層石墨烯納米帶的熱輸運性質(zhì)的影響。研究結(jié)果表明，sp3雜化鏈垂直于熱流方向的雙層石墨烯納米帶的Kapitza界面熱阻隨著鏈條數(shù)的