热输运中维度效应的模拟

纳米结构的发现以及一维和二维材料生长和制备技术的发展，提供了实验探测低维系统中热输运的可能性。然而，测量这些系统的热导率极具挑战性且存在很大的不确定性，从而阻碍了实验与统计物理模型直接比较的机会。对真实纳米结构的原子尺度模拟提供了抽象模型与实验之间的理想桥梁。在简要介绍纳米结构热输运测量的现状以及在原子尺度模拟真实系统的数值技术之后，我们回顾了晶格动力学和分子动力学模拟对理解降维系统中纳米尺度热输运的贡献。我们聚焦于维度在决定碳和半导体纳米结构的声子特性方面的影响，具体考虑了碳纳米管、石墨烯以及硅纳米线和超薄膜的案例，阐明了其与抽象晶格模型的相似性与差异。