石墨烯與氮化硼納米條帶的熱輸運(yùn)性質(zhì).pdf

1、納米結(jié)構(gòu)材料作為未來設(shè)計(jì)新穎電子器件的重要組成部分,對(duì)它的物理性質(zhì)的研究已成為當(dāng)今凝聚態(tài)物理的一個(gè)焦點(diǎn)。本論文主要利用格林函數(shù)方法探討石墨烯與氮化硼納米條帶的熱輸運(yùn)性質(zhì)。
　　第一章首先簡單介紹了石墨烯與氮化硼的制備,之后介紹了石墨烯和氮化硼的熱學(xué)與電子性質(zhì),最后說明本論文研究的內(nèi)容。
　　第二章主要講述格林函數(shù)方法。通過引入力常數(shù)模型,應(yīng)用格林函數(shù)方法計(jì)算聲子的透射系數(shù),熱導(dǎo)和熱電品質(zhì)因子等參數(shù)。
　　在第三章中,研

2、究了周期T型石墨烯納米條帶中的聲子輸運(yùn)性質(zhì)。在平面外模式的聲子透射譜中發(fā)現(xiàn)了有趣的共振劈裂現(xiàn)象。當(dāng)周期T型石墨烯納米帶包含n個(gè)限制區(qū)時(shí),在透射譜的低頻區(qū)存在(n-1)重的共振劈裂峰。這些峰主要是由局域在突起中的低準(zhǔn)束縛態(tài)引起的。而在頻率稍高于第一臺(tái)階起始頻率處,存在(n-2)重的共振劈裂規(guī)則。這些共振峰主要是由局域在限制區(qū)中的高準(zhǔn)束縛態(tài)引起的。對(duì)于高準(zhǔn)束縛態(tài),限制區(qū)相當(dāng)于勢阱而不是勢壘,這與低準(zhǔn)束縛態(tài)的情況相反。這些平面外模式的共振峰在

3、總的透射譜上仍然可以看到。
　　在第四章中,研究了包含三角形空位的氮化硼納米條帶的熱輸運(yùn)性質(zhì)。三角形空位對(duì)鋸齒型和扶手椅型氮化硼納米帶的熱輸運(yùn)性質(zhì)的影響是不同的。在鋸齒型的氮化硼納米帶中,三角形空位引起反共振的谷。并且硼終端的三角形空位引起反共振的零傳輸谷。反共振的零傳輸谷的數(shù)目隨著三角形空位幾何尺寸的增大而增多。對(duì)于包含三角形空位的扶手椅型的氮化硼納米帶,除了一些反共振的谷以外,在透射譜中出現(xiàn)了共振峰。這些反共振和共振現(xiàn)象可以通

4、過分析局域態(tài)密度和局域熱流得到解析。雖然反共振谷和共振峰都是源于準(zhǔn)束縛態(tài),但是它們局域熱流的分布是截然不同的,從而導(dǎo)致了輸運(yùn)的差異。此外,氮化硼納米帶的熱導(dǎo)隨著空位尺寸的增大表現(xiàn)出線性的減小。
　　在第五章中,研究了雜化石墨烯和氮化硼納米條帶的熱電輸運(yùn)性質(zhì)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過周期性的嵌入氮化硼,石墨烯納米帶的熱電品質(zhì)因子能夠被有效的增強(qiáng)。對(duì)于扶手邊界的納米帶來說,其熱電品質(zhì)因子相比于完美的石墨烯納米帶能夠增強(qiáng)20倍左右。而對(duì)于鋸齒邊界的