同位素工程石墨烯的热学性质
介观与纳米尺度物理
2015-06-03 v1 材料科学
摘要
除了其奇特的电子性质外，石墨烯还表现出异常高的本征热导率。声子——石墨烯中的主要热载流子——的物理机制被证明在二维（2D）晶体（如石墨烯）中与在三维（3D）石墨中存在本质差异。在此，我们报告关于同位素效应对石墨烯热学性质影响的实验研究。通过化学气相沉积（CVD）合成了含有不同比例 13C 的同位素改性石墨烯。不同同位素组成的区域是同一片石墨烯片的一部分，以确保材料参数的均匀性。通过光热拉曼技术测定的同位素纯 12C（0.01% 13C）石墨烯的热导率 K，在测量温度 Tm~320 K 下高于 4000 W/mK，且比由 12C 和 13C 以 50%-50% 混合组成的石墨烯片的 K 值高出两倍以上。实验数据与我们的分子动力学（MD）模拟吻合良好，该模拟通过 Klemens 模型对长波长声子贡献进行了修正。这些实验结果有望促进对二维晶体中热现象的进一步研究。
引用
@article{arxiv.1112.5752,
title = {Thermal Properties of Isotopically Engineered Graphene},
author = {Shanshan Chen and Qingzhi Wu and Columbia Mishra and Junyong Kang and Hengji Zhang and Kyeongjae Cho and Weiwei Cai and Alexander A. Balandin and Rodney S. Ruoff},
journal= {arXiv preprint arXiv:1112.5752},
year = {2015}
}
备注
14 pages, 3 figures