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L型石墨纳米结的热输运
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O4-4[理学—物理]
  • 作者机构:[1]湘潭大学材料与光电物理学院,量子工程与微纳能源技术研究所,湘潭411105
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:51006086 11074213); 高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:200805301001); 湖南省高校创新平台开放基金(批准号:09K034); 湖南省教育厅科研基金(批准号:09C956); 湖南省研究生科研创新项目(批准号:CX2010B253)资助的课题~~
中文摘要:

利用非平衡格林函数方法研究了由半无限长扶手椅型和锯齿型边界石墨纳米带连接而成的L型石墨纳米结的热输运性质.结果表明,L型石墨纳米结的热导依赖于L型石墨纳米结的夹角和石墨纳米带的宽度.在L型石墨纳米结的夹角从30°增加到90°再增加到150°过程中,其热导显著增大.夹角为90°的L型石墨纳米结的热导随着扶手椅型纳米带宽度增加时,在低温区热导随着宽度的增大而降低,在高温区热导随宽度的增大而升高.对于夹角为150°的L型石墨纳米结,其热导无论是在低温区还是在高温区都随着锯齿型纳米带宽度的增加而降低.利用声子透射谱对这些热输运现象进行了合理的解释.研究结果阐明了不同L型石墨纳米结中的热输运机理,为设计基于石墨纳米结的热输运器件提供了重要的物理模型和理论依据.

英文摘要:

By using nonequilibrium Green’s function method,the thermal transport properties of L-shaped graphene nano-junctions consisting of a semi-infinite armchair-edged nanoribbon and a semi-infinite zigzag-edged nanoribbon were studied. It is shown that the thermal conductance of the L-shaped graphene nano-junctions depends on the included angles and the widths of the graphene nanoribbons. As the angle of L-shaped graphene nano-junctions increases from 30° to 90° and further to 150°,the thermal conductance obviously increases. For the right-angle L-shape graphene nano-junction, the thermal conductance undergoes a transition with the increasing of the widths of the armchair nanoribbons. The thermal conductance decreases at low temperature region and increases at high temperature region. Meanwhile the thermal conductance of L-shape graphene nano-junction with included angle 150° decreases by increasing the widths of zigzag-edged nanoribbons in both low and high temperature regions. These thermal transport phenomena can be reasonably explained by analyzing the phonon transmission coefficient. We illustrate the mechanisms of thermal transport for different L-shaped graphene nano-junctions. The results provide significant physical models and theoretical basis for designing the thermal devices based on the graphene nano-junctions.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876