石墨烯的声子热学性质研究*

摘要：

声子是石墨烯导热过程中的主要载体,而声子的弛豫时间又是其中最基本、最重要的物理量.本文采用简正模式分解法研究了石墨烯声子的弛豫时间,并且借此分析了不同声子在导热过程中的贡献.该方法通过平衡分子动力学模拟实现,首先通过模拟得到单个声子的能量自相关函数衰减曲线,并进一步采用拟合和积分两种方法得到单个声子的弛豫时间.然后,研究了弛豫时间与波矢、频率和温度的关系.结果发现,弛豫时间随波矢的变化与对应的色散关系相近,弛豫时间与频率和温度的关系符合理论模型：1/τ=νnT m,其中声学支的n为1.56,而光学支结果较为发散,指数m对于不同声子支结果略有不同.最后,还研究了不同频率声子对导热的贡献,发现低频声子在态密度上占有绝对优势,并且其弛豫时间整体高于高频声子,所以低频声子对导热的贡献占据主导地位.

关键词：石墨烯、声子弛豫时间、简正模式分解法、分子动力学模拟

分类号：TN2;TG1

资助基金：国家自然科学基金51322603,51356001,51136001,51321002;新世纪优秀人才支持计划、清华大学自主科研计划和清华信息科学与技术国家实验室资助的课题

在线出版日期：2014-08-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共1页

页码：154704-1-154704-7