氮掺杂和空位对石墨烯纳米带热导率影响的分子动力学模拟

• 作者: 张立强 李培 杨平 王晓亮 王欢 谢方伟
• 来源期刊: 物理学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 石墨烯纳米带 氮替位掺杂 空位缺陷 热导率
• 年，卷（期）: 2012,（7）
• 所属期刊栏目: 气体、等离子体和放电物理
• 页码范围: 368-375
• 分类号: O736
• 语种: 中文

摘要

石墨烯是近年纳米材料研究领域的一个热点,其独特的热学性质受到了广泛关注,为了实现对石墨烯传热特性的预期与可控,利用氮掺杂和空位缺陷对石墨烯进行改性.采用非平衡态分子动力学方法研究了扶手形石墨烯纳米带中氮掺杂浓度、位置及空位缺陷对热导率影响并从理论上分析了热导率变化原因.研究表明氮掺杂后石墨烯纳米带热导率急剧下降,氮浓度达到30%时,热导率下降了75.8%;氮掺杂位置从冷浴向热浴移动过程中,热导率先近似的呈线性下降后上升;同时发现单原子三角形氮掺杂结构比多原子平行氮掺杂结构对热传递抑制作用强;空位缺陷的存在降低了石墨烯纳米带热导率,空位缺陷位置从冷浴向热浴移动过程中,热导率先下降后上升,空位缺陷距离冷浴边缘长度相对于整个石墨烯纳米带长度的3/10时,热导率达到最小.石墨烯纳米带热导率降低的原因主要源于结构中声子平均自由程和声子移动速度随着氮掺杂浓度、位置及空位缺陷位置的改变发生了明显变化.这些结果有利于纳米尺度下对石墨烯传热过程进行调控及为新材料的合成应用提供了理论支持.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	杨平	江苏大学机械工程学院	39	198	8.0	11.0
2	王欢	江苏大学机械工程学院	14	63	5.0	7.0
3	谢方伟	江苏大学机械工程学院	36	122	6.0	9.0
4	张立强	江苏大学机械工程学院	11	58	5.0	7.0
5	李培	江苏大学机械工程学院	2	20	2.0	2.0
6	王晓亮	江苏大学机械工程学院	4	42	4.0	4.0