几何尺寸及缺陷对石墨炔纳米带热输运特性的影响

编号：CYYJ03679

篇名：几何尺寸及缺陷对石墨炔纳米带热输运特性的影响

作者：刘远超 蒋旭浩 邵钶 徐一帆 钟建斌 李耑

关键词： 石墨炔纳米带 纳米材料 热传导 几何尺寸 缺陷 分子模拟

机构： 北京石油化工学院机械工程学院 北京石油化工学院氢能研究中心

摘要： 基于分子动力学模拟方法,对石墨炔纳米带(GYNR)的热输运特性进行了深入研究,重点探讨了几何尺寸、缺陷类型及缺陷的位置(水平方向和垂直方向、苯环与乙炔链)和排列方式等对声子热输运的影响规律,揭示并分析了其声子热输运调控机理。研究结果表明,理想GYNR的热导率仅为18.22 W/(m·K),且相比于石墨烯,GYNR随尺寸增大热导率仅升至21.37 W/(m·K),对几何尺寸依赖较小;对于缺陷类型,空位缺陷的存在相比于氮掺杂对热导率抑制更强,可低至9.19 W/(m·K);对于缺陷位置,位于苯环上或靠近纳米带边界时相比于炔链热导率更低;多个缺陷若以平行分布相比于三角形结构分布可获得更低的热导率,低于8.00 W/(m·K)。研究结果可以为石墨炔材料在纳米器件的热电领域开发、应用及调控等方面提供理论支持和参考。