| 石墨烯中热波传递的分子动力学研究 |
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| 引用本文： | 姚文俊,曹炳阳.石墨烯中热波传递的分子动力学研究[J].科学通报,2014(25). |
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| 作者姓名： | 姚文俊 曹炳阳 |
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| 作者单位： | 清华大学航天航空学院热科学与动力工程教育部重点实验室; |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(51322603,51136001,51356001,51321002);新世纪优秀人才支持计划;清华大学自主科研计划;]
清华信息科学与技术国家实验室课题资助 |
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| 摘 要： | 采用非平衡分子动力学模拟方法,通过向扶手椅型和锯齿型单层石墨烯施加持续时间为1 ps的局部热脉冲,研究了其瞬态导热规律和特性.模拟结果表明,热脉冲在石墨烯中激发出两道以不同速度传递的波,一道波具有宏观动量,传播速度等于声速,是系统受热膨胀形成的声波(第一声);另一道波无宏观动量,传播速度约为声速的1/3,是晶格无规则振动形成的热波(第二声).热脉冲激发的声波是纵波,能量传递只有纵向分量,而热脉冲激发的热波是由面内横向晶格振动形成,只有横向能量分量.热量传递表现出的各向异性说明,在热脉冲传递过程中系统处于非平衡状态.另外,统计得到热脉冲能量传递距离与时间的关系约为2 1.80????t,说明热脉冲能量在石墨烯中是以弹道-扩散的方式传递的,弹道输运越强,热波现象越显著.热波波峰区域的能量传递为弹道输运,而在高温扩散区和热波衰减部分的能量传递则为扩散输运.
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| 关 键 词： | 石墨烯 热波 弹道-扩散输运 分子动力学模拟 |
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