层间共价键和拉伸应变对双层石墨烯纳米带热导率的调控

作     者：李耀隆 李哲 李松远 张任良 Li Yao-Long;Li Zhe;Li Song-Yuan;Zhang Ren-Liang

作者机构：燕山大学建筑工程与力学学院秦皇岛066004 燕山大学河北省重型装备与大型结构力学可靠性重点实验室秦皇岛066004 

基　　金：燕山大学青年教师自主研究计划(批准号:020000534) 燕山大学博士基金(批准号:B919)资助的课题 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2023年第72卷第24期

页      码：133-141页

摘      要：石墨烯的层间键合是一种石墨烯的改性方式,能够改变石墨烯的机械和导电等性能,同时也会对其热学性质产生影响.本文采用非平衡分子动力学方法,以层间局部碳原子sp^(3)杂化(层间形成共价键)的双层石墨烯纳米带为研究对象,研究了层间共价键呈链状分布时,其浓度、角度以及拉伸应变对双层石墨烯纳米带热导率的调控,并通过声子态密度对具有层间共价键的双层石墨烯纳米带热导率变化的原因进行机理分析.研究发现:双层石墨烯纳米带的热导率随层间共价键浓度的增加而减小,且依赖于共价键链的分布角度.随着层间共价键浓度的增加,层间共价键链与热流方向平行时,双层石墨烯纳米带热导率下降的速率最慢,层间共价键链与热流方向呈现一定角度时,热导率下降的速率变快,且角度越大,热导率下降的速率越快.此外研究还发现,拉伸应变会导致具有层间共价键的双层石墨烯纳米带的热导率进一步降低.研究结果表明,可以通过层间键合和拉伸应变共同对双层石墨烯纳米带的热导率进行调控.这些结论对石墨烯基纳米器件的设计及热管控具有重要的意义.

主 题 词：热导率 双层石墨烯纳米带 层间共价键 分子动力学 

学科分类：081702[081702] 07[理学] 070205[070205] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 080501[080501] 0805[工学-能源动力学] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.7498/aps.72.20231230

馆 藏 号：203125181...