اثر تهی‌جای‌های گسترده بر خواص گرمایی نانونوارهای آرمچیری گرافن

نویسندگان

1 گروه فیزیک، دانشکده فیزیک، دانشگاه کاشان، کاشان

2 گروه فیزیک، دانشکده فیزیک، دانشگاه کاشان، کاشان

doi
10.29252/ijpr.18.2.322
چکیده

این مقاله به بهینه‌سازی خواص گرمایی نانونوارهای آرمچیری گرافن، با ایجاد نقش‌های تکرار شونده که شامل تهی‌جای‌های گسترده با ساختار دوره‌ای هستند، می‌پردازد. نانونوارهای مورد بررسی از ابرسلول‌هایی با ساختار دوره‌ای از تهی جای‌های گسترده با هندسه، ابعاد و تقارن‌های مختلف نسبت به محور نانونوار تشکیل شده‌اند. به منظور محاسبه طیف پاشندگی فونونی، ظرفیت گرمایی و خواص انتقال گرما، از مدل ثابت نیرو با در نظر گرفتن چهار همسایه نزدیک و نظریه لاندائور استفاده شده است. نتایج محاسبات نشان می‌دهد که ساختار هندسی تهی‌جای‌ها گسترده و جای آنها نقش بسیار مؤثری در کنترل خواص گرمایی به‌ویژه در دماهای پایین دارد. علاوه ‌بر این مدهای فونونی درون و بیرون صفحه‌ای، نقش متفاوتی در ظرفیت گرمایی و ضرایب رسانش فونونی از خود نشان می‌دهند. محاسبه سهم مدهای فونونی درون صفحه‌ای و بیرون صفحه‌ای نیز نشان می‌دهد که مدهای فونونی بیرون صفحه‌ای به ویژه در دماهای پایین سهم بیشتری در ترابرد و ظرفیت گرمایی نانونوارها، حتی در حضور تهی‌جای‌های گسترده با ساختار دوره‌ای دارند. این نتایج می‌تواند در بهینه‌سازی و طراحی نانو قطعات گرمایی و ترموالکتریکی مفید باشد