石墨烯中热波传递的分子动力学研究
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<σ<sup>2</sup>>∝t<sup>1.80</sup>, 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.
引用本文（GB/T 7714）
炳阳 曹, 文俊 姚. 石墨烯中热波传递的分子动力学研究[J]. Chinese Science Bulletin (Chinese Version), 2014.
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