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嵌入线型缺陷的石墨纳米带的热输运性质

姚海峰 谢月娥 欧阳滔 陈元平

嵌入线型缺陷的石墨纳米带的热输运性质

姚海峰, 谢月娥, 欧阳滔, 陈元平
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  • 采用非平衡格林函数方法研究了嵌入有限长、半无限长、 无限长线型缺陷的锯齿型石墨纳米带 (ZGNR)的热输运性质.结果表明, 缺陷类型和缺陷长度对ZGNR的热导有重要影响. 当嵌入的线型缺陷长度相同时, 包含t5t7线型缺陷的石墨纳米带比包含Stone-Wales线型缺陷的条带热导低. 对于嵌入有限长、同种缺陷的ZGNR, 其热导随线型缺陷的长度增加而降低, 但是当线型缺陷很长时, 其热导对缺陷长度的变化不再敏感.通过比较嵌入有限长、半无限长、无限长线型缺陷的ZGNR, 我们发现嵌入无限长缺陷的条带比嵌入半无限长缺陷的条带热导高, 而后者比嵌入有限长线型缺陷的条带热导高. 这主要是因为在这几种结构中声子传输方向的散射界面数不同所导致的. 散射界面越多, 对应的热导就越低. 通过分析透射曲线和声子局域态密度图, 解释了这些热输运现象. 这些研究结果表明线型缺陷能够有效地调控石墨纳米带的热输运性质.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11074213, 51176161, 51006086) 和湖南省自然科学基金省市联合项目(批准号: 10JJ9001) 资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-10-10
  • 修回日期:  2012-11-14
  • 刊出日期:  2013-03-20

嵌入线型缺陷的石墨纳米带的热输运性质

  • 1. 湘潭大学材料与光电物理学院, 量子工程与微纳能源研究所, 湘潭 411105
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 11074213, 51176161, 51006086) 和湖南省自然科学基金省市联合项目(批准号: 10JJ9001) 资助的课题.

摘要: 采用非平衡格林函数方法研究了嵌入有限长、半无限长、 无限长线型缺陷的锯齿型石墨纳米带 (ZGNR)的热输运性质.结果表明, 缺陷类型和缺陷长度对ZGNR的热导有重要影响. 当嵌入的线型缺陷长度相同时, 包含t5t7线型缺陷的石墨纳米带比包含Stone-Wales线型缺陷的条带热导低. 对于嵌入有限长、同种缺陷的ZGNR, 其热导随线型缺陷的长度增加而降低, 但是当线型缺陷很长时, 其热导对缺陷长度的变化不再敏感.通过比较嵌入有限长、半无限长、无限长线型缺陷的ZGNR, 我们发现嵌入无限长缺陷的条带比嵌入半无限长缺陷的条带热导高, 而后者比嵌入有限长线型缺陷的条带热导高. 这主要是因为在这几种结构中声子传输方向的散射界面数不同所导致的. 散射界面越多, 对应的热导就越低. 通过分析透射曲线和声子局域态密度图, 解释了这些热输运现象. 这些研究结果表明线型缺陷能够有效地调控石墨纳米带的热输运性质.

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