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石墨烯纳米带热导率的分子动力学模拟
  • ISSN号:1001-0505
  • 期刊名称:《东南大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:TK124[动力工程及工程热物理—工程热物理;动力工程及工程热物理—热能工程]
  • 作者机构:[1]东南大学机械工程学院,南京210096, [2]东南大学江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室,南京210096, [3]东南大学MEMS教育部重点实验室,南京210096
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2006CB300404); 国家自然科学基金资助项目(508765047 50676019); 江苏省自然科学基金资助项目(BK2006510)
中文摘要:

采用非平衡态分子动力学方法研究了石墨烯纳米带的热导率随温度变化的关系.通过在纳米带长度方向上施加周期性边界条件,利用Tersoff作用势和Fourier定律计算热导率.由于模拟尺寸较小时热导率随纳米带长度的增加而单调增加,为了减小长度对石墨烯纳米带热导率的影响,采用倒数拟合的方法消除了尺寸效应.模拟结果表明,石墨烯纳米带热导率随温度升高逐渐减小,这与高温下Umklapp散射作用的增强有关.结果还表明,在实际宽度近似相等的条件下,锯齿形纳米带的热导率明显高于扶手椅形,且对相同类型的纳米带,其热导率随宽度的增加而增加,表明纳米带的手性和宽度是影响石墨烯纳米带导热性能的重要参数.

英文摘要:

The nonequilibrium molecular dynamics simulations are employed to investigate the temperature-dependent thermal conductivity of graphene nanoribbons.Periodic boundary conditions are applied along their length direction and the thermal conductivity can be deduced from Fourier law and the Tersoff potential.Since the thermal conductivity increases with the increase of the length when the simulated size is small,an inverse fitting method is employed to remove the intrinsic size effects on the simulation results.The simulations show that the thermal conductivities decrease monotonously with the increase of the temperature,which is attributed to the Umklapp scattering at high temperatures.The results also demonstrate that zig-zag nanoribbons have larger thermal conductivities compared with the arm-chair nanoribbons and the thermal conductivities for both types of nanoribbons increase with the ribbon width,indicating that the edge chirality and the width of nanoribbons are important parameters to determine the thermal property of graphene nanoribbons.

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期刊信息
  • 《东南大学学报:自然科学版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:东南大学
  • 主编:毛善锋
  • 地址:南京四牌楼2号
  • 邮编:210096
  • 邮箱:xuebao@seu.edu.cn
  • 电话:025-83794323
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-0505
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1178/N
  • 邮发代号:28-15
  • 获奖情况:
  • 先后荣获第三届国家期刊奖百种重点期刊奖,2006-2...,2013年荣获首届江苏省新闻出版政府奖"报刊奖"
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,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:23651