کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7851319 1508851 2016 33 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Networked nanoconstrictions: An effective route to tuning the thermal transport properties of graphene
ترجمه فارسی عنوان
نانوکامپوزیت های شبکه: یک مسیر موثر برای تنظیم خواص انتقال حرارتی گرافن
ترجمه چکیده
تنظیم خواص انتقال حرارتی گرافن تحت تحقیقات شدید برای دستیابی به ویژگی های جدید مواد است. در اینجا استراتژی ساختارهای نانوکامپوزیتی شبکه ای برای حفظ هدایت حرارتی فوق العاده مانند طراحی مدارهای مجتمع گرافنی مبتنی بر گرافن و یا برای کاهش ترموالکتریک تبدیل انرژی پیشنهاد می شود. با استفاده از شبیه سازی های دینامیکی مولکولی، ما رفتار حرارتی انتقال در ورقه گرافن 18.2 نانومتر را بررسی می کنیم و در ابتدا مشخصات مقاومت حرارتی ناشی از تک نانوکامپوزیتی را که به طور معکوس متناسب با عرض کمر و مستقل از شکل هندسه است، گزارش می کنیم. خوب با مدل مشتق شده دو بعدی توپولیستی. پس از اینکه شبکه های نانوکامپوزیتی شبکه می شوند، نتایج به دست آمده از رابطه موازی مقاومت مقاومت بالستیک در سیستم های موازی و به ویژه یک اثر پیچیده پیچیده از حالت آرایش بر روی مقاومت در برابر بالستیک در سیستم های سری که توسط محلی سازی فونون و تغییر مربوط به زاویه انتقال فونون مطرح می شود، بیان می شود. چنین پدیده ای غیرمنتظره موجب کاهش یا افزایش بیشتر مقاومت کل بالستیک می شود، برای مثال، ویژگی انتقال حرارت حرارتی گرافن را با 96٪ یا بیشتر با شبکه های خاص نانوکراسپتیک تنظیم کنید. ما معتقدیم که این مسیر عملی و همه جانبه به طور موثر کاربرد بالقوه گرافن دو بعدی را گسترش می دهد و همچنین در آینده مواد سه بعدی را به هم متصل می کند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی انرژی انرژی (عمومی)
پیش نمایش مقاله
نانوکامپوزیت های شبکه: یک مسیر موثر برای تنظیم خواص انتقال حرارتی گرافن
چکیده انگلیسی
Tuning the thermal transport properties of graphene is under intense investigation to achieve novel material functionalities. Here we propose a strategy of networked nanoconstrictions to maintain the ultrahigh thermal conductivity like in design of graphene-based integrated circuits, or to reduce to the minimum for thermoelectrics of energy conversion. By using molecular dynamics simulations, we study the thermal transport behavior in the 18.2-nm-long graphene sheet and firstly report the characteristics of the thermal resistance arising from single-nanoconstriction, inversely proportional to the constriction width and independent of geometry shapes, which agrees well with the derived two-dimensional ballistic resistance model. After the nanoconstrictions are networked, the results elucidate a parallel relationship between ballistic resistances in parallel systems, and especially, a complicated superimposed effect of arrangement mode on ballistic resistances in series systems governed by the phonon localization and corresponding change of phonon transmission angle. Such anomalous phenomenon causes a decrease or further increase in the total ballistic resistance, e.g., tuning the thermal transport property of graphene as much as or more than 96% with specific nanoconstriction networks. We believe this feasible and versatile route will effectively expand potential applications of two-dimensional graphene and also pave the way for three-dimensional materials in the future.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Carbon - Volume 96, January 2016, Pages 711-719
نویسندگان
, , ,