局域應變下石墨烯納米結構的熱輸運性質研究

《局域應變下石墨烯納米結構的熱輸運性質研究》是依託中國礦業大學，由李海鵬擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：局域應變下石墨烯納米結構的熱輸運性質研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：李海鵬
• 依託單位：中國礦業大學

項目摘要

近年來，應變工程成為石墨烯熱輸運研究領域的一個熱點。但是，非均勻應變下石墨烯納米結構的熱輸運現象還極少被研究。本課題基於分子動力學方法在原子尺度上研究局域的非均勻應變效應對石墨烯納米帶熱輸運的影響；探索石墨烯納米帶在局域應變下的聲子熱輸運機制；尋找基於局域應變效應的石墨烯納米帶熱導率調控方法，為石墨烯納米結構熱電性能提高開闢新的研究方向。研究成果不僅能夠促進低維納米結構熱輸運的基礎研究，而且還將推動石墨烯基熱電器件套用研究。

結題摘要

採用分子動力學方法，我們研究了石墨烯納米帶聲子熱導率的表面效應和表面/基底局域應變效應，研究了矽烯納米帶熱導率的同位素摻雜效應。取得的結果主要有：(1) 烷基鏈長度和鈍化密度對石墨烯納米帶聲子熱導率有重要影響，結構缺陷和表面局域應變增強了聲子-缺陷的散射，導致體系聲子熱導率降低。(2) 表面/界面弱相互作用對石墨烯面內聲子熱導率有重要影響。(3) 矽烯納米帶的聲子熱導率表現出尺度效應和邊界手性。同位素摻雜濃度、摻雜方式和摻雜原子排布對聲子熱輸運有重要影響。我們的研究結果加深了二維材料納米尺度下聲子熱輸運的理解，提供了調控熱導率的方法，有望套用於指導新型的納米熱電材料設計。