华北电力大学工程热物理研究中心斯超同学作为第一作者，王晓东教授作为通讯作者，在物理领域的国际知名期刊Journal of Applied Physics上发表关于多层石墨烯中多缺陷并存的研究论文《A comprehensive analysis about thermal conductivity of multi-layer graphene with N-doping, -CH3 group, and single vacancy》。

【论文概要】

石墨烯由于其优异的热性质而备受关注。但石墨烯中不可避免的存在单空位、掺杂、官能团等缺陷，严重的影响其热性质。单一缺陷因素对石墨烯热导率的影响已经被人们广泛揭示，而多因素耦合效应仍然缺乏相应的研究。本文采用Green-Kubo理论，利用平衡分子动力学研究了不同温度下同时具有N掺杂、-CH3官能团和单空位这三种缺陷的多层石墨烯热导率。采用Taguchi正交算法评估单因素的灵敏度。单因素分析表明，在300K、700K和1500K下，单空位的影响依然是最显著的。对于三种缺陷耦合的情况，在300K和700K的温度下，单空位缺陷占据主导作用，然而在1500K下，-CH3官能团占据主导作用。本文采用光谱能量密度方法计算声子色散来解释这种温度依赖性。在300K和700K下，三种缺陷的耦合进一步降低了多层石墨烯的热导率。而在1500K下单空位缺陷的影响比重降低是由于较强的Umklapp散射造成的，在这种情况下，耦合效应严重的覆盖了几乎所有声子色散关系中的能带间隙，显著的降低了声子弛豫时间。因此，温度依赖性仅出现在具有耦合缺陷的多层石墨烯上。论文得到了国家杰出青年科学基金（51525602）资助。

撰稿人：斯超