杂化柱撑石墨烯与石墨烯体系中的热整流及界面热阻：分子动力学研究
材料科学
2020-05-06 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
本研究通过经典分子动力学模拟（MD）及连续介质模型，探讨了杂化柱撑石墨烯与石墨烯（PGG）体系中的热整流和热阻。首先，采用 MD 模拟和傅里叶定律计算了柱撑石墨烯和石墨烯的热导率。结果表明，柱撑石墨烯的热导率比石墨烯小一个数量级。接着，通过在 PGG 纵向施加正负温度梯度，考察了热整流效应。MD 结果显示，对于 36 至 86 nm 范围内的长度，热整流几乎保持恒定（约 3-5%）。我们还研究了 PGG 界面两侧的声子态密度（DOS）。DOS 曲线表明，在低频（声学模式）处存在声子散射，且该散射依赖于系统中所施加的温度梯度方向。因此，我们可以将 PGG 作为一种在室温下具有前景的热整流器。此外，本工作的后续部分还利用连续介质模型探索了 PGG 上的温度分布。连续介质模型所得结果预测了 MD 结果，例如上半层和下层完整石墨烯中的温度分布、温度间隙以及界面处的热阻。
引用
@article{arxiv.1909.08971,
title = {Thermal rectification and interface thermal resistance in hybrid pillared-graphene and graphene: A molecular dynamics approach},
author = {Farrokh Yousefi and Farhad Khoeini and Ali Rajabpour},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.08971},
year = {2020}
}
备注
21 pages, 7 Figures