編號：NMJS05483
篇名：石墨烯的聲子熱學性質研究
作者：葉振強,； 曹炳陽,； 過增元；
關鍵詞：石墨烯,； 聲子弛豫時間,； 簡正模式分解法； 分子動力學模擬；
機構： 清華大學工程力學系熱科學與動力工程教育部重點實驗室；
摘要： 聲子是石墨烯導熱過程中的主要載體,而聲子的弛豫時間又是其中最基本,、最重要的物理量.本文采用簡正模式分解法研究了石墨烯聲子的弛豫時間,并且借此分析了不同聲子在導熱過程中的貢獻.該方法通過平衡分子動力學模擬實現(xiàn),首先通過模擬得到單個聲子的能量自相關函數(shù)衰減曲線,并進一步采用擬合和積分兩種方法得到單個聲子的弛豫時間.然后,研究了弛豫時間與波矢、頻率和溫度的關系.結果發(fā)現(xiàn),弛豫時間隨波矢的變化與對應的色散關系相近,弛豫時間與頻率和溫度的關系符合理論模型:1/τ=νnTm,其中聲學支的n為1.56,而光學支結果較為發(fā)散,指數(shù)m對于不同聲子支結果略有不同.最后,還研究了不同頻率聲子對導熱的貢獻,發(fā)現(xiàn)低頻聲子在態(tài)密度上占有絕對優(yōu)勢,并且其弛豫時間整體高于高頻聲子,所以低頻聲子對導熱的貢獻占據(jù)主導地位.
