12、石墨烯和六方氮化硼晶界的热导率研究

石墨烯和六方氮化硼晶界的热导率研究

1. 研究背景

石墨烯和六方氮化硼（h-BN）是两种具有优异热导性能的二维材料，广泛应用于热管理和电子器件等领域。石墨烯以其卓越的电学和热学性能闻名，而六方氮化硼则以其出色的化学稳定性和绝缘性能著称。然而，当这些材料被制成多晶薄膜时，晶界（Grain Boundaries, GBs）会对它们的热导率产生显著影响。因此，深入研究晶界对热导率的影响，有助于优化这些材料在实际应用中的性能。

2. 晶界的构建

为了研究晶界对热导率的影响，研究人员构建了多种不同缺陷浓度的晶界模型。这些模型包括对称和非对称晶界，具体如下：

• 对称晶界 ：由相同的晶格矢量构成，缺陷对称分布在晶界两侧。
• 非对称晶界 ：由不同的晶格矢量构成，缺陷不对称分布在晶界两侧。

以下是几种典型的晶界模型示意图：

graph TD
    A[晶界模型] --> B[对称晶界]
    A --> C[非对称晶界]
    B --> D[(4, 3) \| (4, 3)]
    B --> E[(2, 1) \| (2, 1)]
    C --> F[(3, 1) \| (2, 2)]
    C --> G[(4, 2) \| (3, 3)]

通过非平衡分子动力学（NEMD）方法模拟和分析这些晶界的热导率，可以更准确地了解晶界对热导率的影响。