类石墨烯氮化碳结构(C3N)热传导机理研究

编号：CYYJ03306

篇名：类石墨烯氮化碳结构(C3N)热传导机理研究

作者：任国梁 申开波 刘永佳 刘英光

关键词： 碳基二维材料 类石墨烯结构 声子输运 局域化

机构： 上海交通大学化学化工学院、材料科学与工程学院、分析测试中心 华北电力大学能源动力与机械工程学院

摘要： 类石墨烯氮化碳结构(C3N)作为一种全新的碳基二维半导体材料,由于其优异的机械和电子性能引起了研究者们的广泛关注,不同结构C3N的热输运和声子输运机制还待进一步研究.本文构造了4种不同结构的C3N,采用非平衡分子动力学与晶格动力学方法对不同结构的C3N的热传导机理进行了研究.研究结果表明:1)在4种结构中M3热导率最高,M1次之,M4热导率最低;2)不同结构的C3N的热导率具有明显的尺寸效应和温度效应.当样本长度较短时,声子主要以弹道输运的方式进行传输;当样本长度增大,扩散输运占主导地位;随着温度的升高,Umklapp散射在热输运中占据主导地位,使得热导率与温度具有1/T的依赖性.3)与M3相比,M1和M4结构中都存在更大的声子带隙,色散曲线进一步软化,低频和高频声子同时出现了局域化的特征,对热导率产生了显著的抑制作用.本文为更好地设计热管理材料提供了思路.