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石墨烯低温热膨胀和声子弛豫时间随温度的变化规律

任晓霞 申凤娟 林歆悠 郑瑞伦

石墨烯低温热膨胀和声子弛豫时间随温度的变化规律

任晓霞, 申凤娟, 林歆悠, 郑瑞伦
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  • 考虑到原子非简谐振动和电子-声子相互作用,用固体物理理论和方法研究了石墨烯格林艾森参量和低温热膨胀系数以及声子弛豫时间随温度的变化规律,探讨了原子非简谐振动项对它们的影响.结果表明:1)在低于室温的温度范围内,石墨烯的热膨胀系数为负值,随着温度的升高,其热膨胀系数的绝对值单调增加,室温热膨胀系数为-3.64×10-6K-1;2)简谐近似下的格林艾森参量为零.考虑到非简谐项后,格林艾森参量在1.40–1.42之间并随温度升高而缓慢增大,几乎成线性关系,第二非简谐项对格林艾森参量的影响小于第一非简谐项;3)石墨烯声子弛豫时间随着温度的升高而减小,其中,温度很低(TT>300 K)时,声子弛豫时间与温度几乎成反比关系.
      通信作者: 郑瑞伦, zhengrui@swu.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:51505086)、重庆市教委科技项目(批准号:KJ1601118,KJ1601111)和重庆市基础与前沿研究项目(批准号:cstc2015jcyjA40054)资助的课题.}\csamefor{共同第一作者
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-04-20
  • 修回日期:  2017-08-20
  • 刊出日期:  2017-11-20

石墨烯低温热膨胀和声子弛豫时间随温度的变化规律

  • 1. 重庆文理学院电子电气工程学院, 重庆市高校新型储能器件及应用工程研究中心, 重庆 402160;
  • 2. 福州大学机械工程及其自动化学院, 福州 350000
  • 通信作者: 郑瑞伦, zhengrui@swu.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:51505086)、重庆市教委科技项目(批准号:KJ1601118,KJ1601111)和重庆市基础与前沿研究项目(批准号:cstc2015jcyjA40054)资助的课题.}\csamefor{共同第一作者

摘要: 考虑到原子非简谐振动和电子-声子相互作用,用固体物理理论和方法研究了石墨烯格林艾森参量和低温热膨胀系数以及声子弛豫时间随温度的变化规律,探讨了原子非简谐振动项对它们的影响.结果表明:1)在低于室温的温度范围内,石墨烯的热膨胀系数为负值,随着温度的升高,其热膨胀系数的绝对值单调增加,室温热膨胀系数为-3.64×10-6K-1;2)简谐近似下的格林艾森参量为零.考虑到非简谐项后,格林艾森参量在1.40–1.42之间并随温度升高而缓慢增大,几乎成线性关系,第二非简谐项对格林艾森参量的影响小于第一非简谐项;3)石墨烯声子弛豫时间随着温度的升高而减小,其中,温度很低(TT>300 K)时,声子弛豫时间与温度几乎成反比关系.

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