編號(hào)：NMJS05483
篇名：石墨烯的聲子熱學(xué)性質(zhì)研究
作者：葉振強(qiáng)； 曹炳陽； 過增元；
關(guān)鍵詞：石墨烯； 聲子弛豫時(shí)間； 簡(jiǎn)正模式分解法； 分子動(dòng)力學(xué)模擬；
機(jī)構(gòu)： 清華大學(xué)工程力學(xué)系熱科學(xué)與動(dòng)力工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；
摘要： 聲子是石墨烯導(dǎo)熱過程中的主要載體,而聲子的弛豫時(shí)間又是其中最基本、最重要的物理量.本文采用簡(jiǎn)正模式分解法研究了石墨烯聲子的弛豫時(shí)間,并且借此分析了不同聲子在導(dǎo)熱過程中的貢獻(xiàn).該方法通過平衡分子動(dòng)力學(xué)模擬實(shí)現(xiàn),首先通過模擬得到單個(gè)聲子的能量自相關(guān)函數(shù)衰減曲線,并進(jìn)一步采用擬合和積分兩種方法得到單個(gè)聲子的弛豫時(shí)間.然后,研究了弛豫時(shí)間與波矢、頻率和溫度的關(guān)系.結(jié)果發(fā)現(xiàn),弛豫時(shí)間隨波矢的變化與對(duì)應(yīng)的色散關(guān)系相近,弛豫時(shí)間與頻率和溫度的關(guān)系符合理論模型:1/τ=νnTm,其中聲學(xué)支的n為1.56,而光學(xué)支結(jié)果較為發(fā)散,指數(shù)m對(duì)于不同聲子支結(jié)果略有不同.最后,還研究了不同頻率聲子對(duì)導(dǎo)熱的貢獻(xiàn),發(fā)現(xiàn)低頻聲子在態(tài)密度上占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì),并且其弛豫時(shí)間整體高于高頻聲子,所以低頻聲子對(duì)導(dǎo)熱的貢獻(xiàn)占據(jù)主導(dǎo)地位.
