【摘要】：熱學(xué)性質(zhì)是物質(zhì)最基本的性質(zhì)之一,積極開展物質(zhì)能量(熱)輸運(yùn)的機(jī)制和過程的研究有助于提高人類對自然界三大輸運(yùn)方式的全面認(rèn)識。在低維系統(tǒng)中,熱輸運(yùn)是一個充滿活力的研究領(lǐng)域。富勒烯(C_(60))由于其獨特的結(jié)構(gòu)所表現(xiàn)出特殊的物理、化學(xué)、光學(xué)以及生物性質(zhì),成為了制造微納米器件的重要材料。作為碳納米材料中極其重要的一員,對C_(60)及其衍生物熱輸運(yùn)特性的研究是全面了解碳納米材料不可或缺的一部分。本文采用非平衡態(tài)分子動力學(xué)的方法對C_(60)及其衍生物的熱輸運(yùn)特性進(jìn)行了模擬研究。我們分別從平均溫度的變化,C_(60)中嵌有稀有氣體的類型和數(shù)量,缺陷的數(shù)量,缺陷的位置,晶格,超晶格/準(zhǔn)晶格一維C_(60)鏈等方面對其熱力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了模擬分析。通過對其結(jié)構(gòu)和聲子譜的分析,對其熱輸運(yùn)現(xiàn)象進(jìn)行了解釋說明。具體的研究成果主要包含以下三部分:首先,在C_(60)分子中嵌入一定數(shù)量的稀有氣體可以降低其熱輸運(yùn)特性,并且嵌入氣體數(shù)量越多,對其熱輸運(yùn)性能抑制越明顯,嵌入C_(60)中稀有氣體分子半徑越大,對其熱輸運(yùn)性能抑制越明顯。其次,缺陷將顯著的改變C_(60)的熱輸運(yùn)性能。幾乎所有位置的單點缺陷都使C_(60)的熱導(dǎo)率變差。對于C_(60)上的雙缺陷來說,當(dāng)缺陷使結(jié)構(gòu)的優(yōu)化對熱輸運(yùn)性能的增加大于缺陷破壞能量輸運(yùn)通道的影響時,熱輸運(yùn)性能就增強(qiáng),反之熱輸運(yùn)性能就變?nèi)�。最�?超晶格/準(zhǔn)晶格由于其特殊的結(jié)構(gòu)對熱輸運(yùn)性能也產(chǎn)生了極大的影響。從簡諧振子理想模型的模擬結(jié)果來看,超晶格結(jié)構(gòu)的熱輸運(yùn)性能弱于晶格結(jié)構(gòu)的熱輸運(yùn)性能。在一維C_(60)鏈模型中,我們發(fā)現(xiàn)了和在簡諧振子模型中一樣的結(jié)果;超晶格結(jié)構(gòu)不利于能量的輸運(yùn),準(zhǔn)晶格結(jié)構(gòu)對熱輸運(yùn)的抑制性最強(qiáng)。
【學(xué)位授予單位】：暨南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O613.71

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本文編號：2540320