纳米多孔石墨烯的热导率与热整流：分子动力学模拟
计算物理
2021-07-29 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
利用非平衡分子动力学（NEMD）模拟，我们研究了近期合成的（Science 360 (2018), 199）、以有序方式含一系列纳米孔的所谓纳米多孔石墨烯（NPG）薄片的热性质。考察了热导率对样品尺寸、边缘手性以及孔隙浓度的依赖关系。我们的结果表明，相较于原始石墨烯，NPG的热导率约小两个数量级，因此该薄片可用作热电材料。此外，孔隙浓度有助于我们调控热导率。而且，结果显示由于弹道输运，热导率随样品长度增加而升高。另一方面，沿扶椅型方向的热导率大于锯齿型方向。我们也检验了NPG与石墨烯界面的热性质。温度通过界面显著下降，导致热阻。热阻随施加热流方向改变，该差异引起显著大的热整流因子，且热流偏好某一方向甚于另一方向。此外，为从根本研究这些量，我们考察了声子态密度及其散射。
引用
@article{arxiv.1906.04696,
title = {Thermal conductivity and thermal rectification of nanoporous graphene: A molecular dynamics simulation},
author = {Farrokh Yousefi and Farhad Khoeini and Ali Rajabpour},
journal= {arXiv preprint arXiv:1906.04696},
year = {2021}
}
备注
17 pages, 8 figures