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石墨烯导热性能

发布日期:2017-03-20

       由于实验测量石墨烯热导率具有一定的挑战性,因此建模和模拟就作为一种研究石墨烯热导率的重要工具。但是到目前为止,许多研究的势能模型的选择是任意的,因此有必要对已有的势能模型进行综合比较。本研究采用非平衡分子动力学模拟(NEMD),对比研究了四种在单层、多层石墨烯以及石墨晶体的导热模型中广泛采用的四种原子势能模型的适用性: Tersoff; REBO; opt-Tersoff; AIREBO。将热导率的模拟结果与实验结果进行了对比,并计算了声子光谱函数来量化声子色散程度。结果表明Tersoff、REBO和AIREBO这三种模型显著低估了单层石墨烯的热导率,但是它们可以定性的描述热导率随温度变化的趋势,对于研究单层和多层石墨烯热导率,opt-Tersoff模型是最合适的。

(1) a) 碳/碳复合材料中石墨晶体示意图 b) 石墨微晶的SEM图像

(2)多层石墨烯示意图