بررسی نواقص در هدایت حرارتی و طیف فونونی گرافن

گرافن یکی از نانو‌ساختارهای کربنی است که با توجه به خواص حرارتی بالای آن امروزه در صنایع بسیاری مورد توجه قرار گرفته است. در این‌کار با توجه به هدایت حرارتی بسیار بالا و وجود نقص‌های متفاوت در طول سنتز گرافن به بررسی هم‌زمان اثر نقص‌های جای‌خالی و استون والز تا تراکم نقص بالا روی هدایت حرارتی گرافن پرداخته شده است. در این‌کار از شبیه‌سازی دینامیک مولکولی غیر‌تعادلی معکوس با استفاده از پتانسیل ایربو که یک پتانسیل تجربی است، استفاده شده است. این پتانسیل بر‌هم‌کنش‌های غیر‌پیوندی را از طریق تطبیق رفتار بر‌هم‌کنش‌های بین‌مولکولی توصیف می‌کند، که در این‌جا برای برهم‌کنش کربن کربن گرافن استفاده می‌شود. هم‌چنین به بررسی طیف فونونی و هم‌پوشانی روی هدایت حرارتی نانو‌روبان گرافن پرداخته شده است. نتایج نشان می‌دهد که هدایت حرارتی نانو‌روبان گرافن حاوی هر دو نقص حداکثر به میزان 46 درصد برای تراکم نقص کم و حداقل میزان 25 درصد برای حداکثر تراکم کاهش می‌یابد، یعنی با افزایش تراکم نقص میزان کاهش هدایت حرارتی نسبت به نانو‌روبان بدون نقص کاهش کم‌تری دارد.

Investigation of defects in the thermal conductivity and phonon spectra of graphene (Research Article)

Graphene is one of the carbon nanostructures that has been considered in many industries today due to its high thermal properties. In this work, due to the high thermal conductivity and the presence of various defects during the synthesis of graphene, the simultaneous investigation of the effects of the vacancy defects and StoneWales to highdensity defects on the thermal conductivity of graphene has been studied. This work has been used to simulate a reverse nonequilibrium molecular dynamics simulation with using Airebo potential was used to model the interactions between all atoms, which is an empirical potential. This describes the potential of nonbinding interactions by matching the behavior of intermolecular interactions, which is here for carboncarbon interactions, graphene is used. It also studies the phonon spectra and overlaps on the thermal conductivity of graphene nanoribbons. The results show that the thermal conductivity of graphene nanoribbons reduces both defects by a maximum of 46% for low deficit density and a minimum of 25% for maximum density, that is, decreasing the density of the defect in the thermal conductivity reduction relative to the defective nanotubes.