編號：CYYJ03679
篇名：幾何尺寸及缺陷對石墨炔納米帶熱輸運(yùn)特性的影響
作者：劉遠(yuǎn)超 蔣旭浩 邵鈳 徐一帆 鐘建斌 李耑
關(guān)鍵詞： 石墨炔納米帶 納米材料 熱傳導(dǎo) 幾何尺寸 缺陷 分子模擬
機(jī)構(gòu)： 北京石油化工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院 北京石油化工學(xué)院氫能研究中心
摘要： 基于分子動力學(xué)模擬方法,對石墨炔納米帶(GYNR)的熱輸運(yùn)特性進(jìn)行了深入研究,重點探討了幾何尺寸、缺陷類型及缺陷的位置(水平方向和垂直方向、苯環(huán)與乙炔鏈)和排列方式等對聲子熱輸運(yùn)的影響規(guī)律,揭示并分析了其聲子熱輸運(yùn)調(diào)控機(jī)理。研究結(jié)果表明,理想GYNR的熱導(dǎo)率僅為18.22 W/(m·K),且相比于石墨烯,GYNR隨尺寸增大熱導(dǎo)率僅升至21.37 W/(m·K),對幾何尺寸依賴較小;對于缺陷類型,空位缺陷的存在相比于氮摻雜對熱導(dǎo)率抑制更強(qiáng),可低至9.19 W/(m·K);對于缺陷位置,位于苯環(huán)上或靠近納米帶邊界時相比于炔鏈熱導(dǎo)率更低;多個缺陷若以平行分布相比于三角形結(jié)構(gòu)分布可獲得更低的熱導(dǎo)率,低于8.00 W/(m·K)。研究結(jié)果可以為石墨炔材料在納米器件的熱電領(lǐng)域開發(fā)、應(yīng)用及調(diào)控等方面提供理論支持和參考。
