N-石墨炔二维纳米材料：具有低热导率与高拉伸性的半导体
计算物理
2018-05-14 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
我们开展了密度泛函理论(DFT)与分子动力学模拟，以探究三种 N-石墨炔纳米膜的力学/失效、热导率与稳定性、电子与光学性质。我们的 DFT 单轴拉伸模拟结果表明，这些单层材料依据原子结构与加载方向可展现出极高的拉伸性或拉伸强度。基于 HSE06 估算，所研究的 N-石墨炔纳米膜呈现半导体电子特征，带隙值介于 0.98 eV 至 3.33 eV 之间。第一吸收峰表明这些二维结构可吸收可见光、红外与近红外光。第一性原理分子动力学结果显示，N-石墨炔二维结构可耐受如 2000 K 的高温。悬浮单层 N-石墨炔片的热导率预测几乎与温度无关，且约为石墨烯的三阶量级更小。本工作所提供的综合认识凸显了 N-石墨炔二维纳米材料的优异物理特性，并表明它们是用作新型可拉伸纳米器件设计极具前景的候选材料。
引用
@article{arxiv.1805.04301,
title = {N-Graphdiyne two-dimensional nanomaterials: Semiconductors with low thermal conductivity and high stretchability},
author = {Bohayra Mortazavi and Meysam Makaremi and Masoud Shahrokhi and Zheyong Fan and Timon Rabczuk},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.04301},
year = {2018}
}