石墨烯是由單層碳原子組成的具有蜂巢晶格結(jié)構(gòu)的二維晶體。作為迄今為止被發(fā)現(xiàn)的最薄的二維材料,它有極好的熱學(xué)和電學(xué)性質(zhì)。從它首次在實(shí)驗(yàn)上被成功制備出來以來,就受到了各個(gè)學(xué)科研究者的廣泛關(guān)注。使用分子動(dòng)力學(xué)方法,前人研究了石墨烯納米帶,石墨烯聲子晶體,石墨烯圓盤,摻雜及缺陷石墨烯等的聲子熱輸運(yùn)性質(zhì)。對(duì)比正常石墨烯,它們的熱導(dǎo)率均顯著的減小。近期,為了在石墨烯的基礎(chǔ)上引入能隙,從而得到半導(dǎo)體性能,科學(xué)家利用表面合成的方法,在實(shí)驗(yàn)上成功制備了周期性嵌入四八環(huán)的石墨烯結(jié)構(gòu)（Graphene periodically embedded with Four-and Eight-membered Rings-GFER）,并對(duì)其電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。目前,對(duì)于其聲子輸運(yùn)性質(zhì)的研究尚未開展。基于此,本文運(yùn)用非平衡分子動(dòng)力學(xué)模擬方法研究這一類結(jié)構(gòu)的聲子輸運(yùn)特性。運(yùn)用非平衡分子動(dòng)力學(xué)（NEMD）模擬方法,我們研究了熱浴參數(shù)及層數(shù),以及晶格尺寸與系統(tǒng)溫度對(duì)GFER的熱導(dǎo)率的影響。研究表明,選用合適的熱浴參數(shù)與熱浴層數(shù)是得到精確熱導(dǎo)率的保證。如果模擬體系的寬度（W）沒有足夠大,熱導(dǎo)率會(huì)出現(xiàn)尺寸效應(yīng)。改變模擬體系的寬度... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 石墨烯熱傳導(dǎo)研究概況
    1.3 石墨烯熱整流研究概況
    1.4 論文的主要研究?jī)?nèi)容
2 分子動(dòng)力學(xué)基本理論
    2.1 分子動(dòng)力學(xué)方法簡(jiǎn)介
    2.2 勢(shì)函數(shù)
        2.2.1 對(duì)勢(shì)
        2.2.2 多體勢(shì)
    2.3 運(yùn)動(dòng)方程
    2.4 分子動(dòng)力學(xué)溫度
    2.5 熱導(dǎo)率的計(jì)算方法
        2.5.1 平衡分子動(dòng)力學(xué)模擬
        2.5.2 非平衡分子動(dòng)力學(xué)模擬
    2.6 本章小結(jié)
3 嵌入四八環(huán)的石墨烯的熱特性研究
    3.1 引言
    3.2 模型和方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 熱浴對(duì)熱導(dǎo)率的影響
        3.3.2 系統(tǒng)尺寸對(duì)熱導(dǎo)率的影響
        3.3.3 熱導(dǎo)率對(duì)溫度的依賴關(guān)系
    3.4 本章小結(jié)
4 嵌入四八環(huán)的石墨烯的熱整流性質(zhì)的研究
    4.1 引言
    4.2 模型與方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 平均溫度對(duì)熱整流的影響
        4.3.2 系統(tǒng)溫差對(duì)熱整流的影響
        4.3.3 系統(tǒng)尺寸對(duì)熱整流的影響
    4.4 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄 I 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]氮摻雜和空位對(duì)石墨烯納米帶熱導(dǎo)率影響的分子動(dòng)力學(xué)模擬[J]. 楊平,王曉亮,李培,王歡,張立強(qiáng),謝方偉.  物理學(xué)報(bào). 2012(07)
[2]石墨烯納米帶熱導(dǎo)率的分子動(dòng)力學(xué)模擬[J]. 魏志勇,畢可東,陳云飛.  東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(02)



本文編號(hào)：3206401