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场力下低维量子结构材料热导性质的研究

场力下低维量子结构材料热导性质的研究

作者：高新昀福州大学

学位级别：硕士

电气、电子技术的进一步发展,对元器件性能提出了更高要求。低维材料尤其是石墨烯、石墨炔等碳素薄膜材料凭借其极大的比表面积、高电导率与极佳的机械性能成为芯片制造的新选择,但局部区域的热量导出成为新的技术难题,制约着微电子技... 详细信息

电气、电子技术的进一步发展,对元器件性能提出了更高要求。低维材料尤其是石墨烯、石墨炔等碳素薄膜材料凭借其极大的比表面积、高电导率与极佳的机械性能成为芯片制造的新选择,但局部区域的热量导出成为新的技术难题,制约着微电子技术的发展。因此,低维材料输运性质的研究显得愈发重要,导热特性的控制成为微电子技术发展的关键。作为一类线度极低,甚至小于电子德布罗意波长的材料,低维材料的载流子被限制在特定维度内运动,其输运性质与体材料有着巨大差别,使其具备独特的物理性质。但目前低维材料的研究主要集中于电、光与机械性质,热导性质的研究仍需深入完善。热导性质的研究方法很多,诸如以玻尔兹曼输运方程为代表的理论分析与以光热偏转法为代表的实验方法等。但低维材料本身特殊的结构与尺寸增加了研究难度。相较而言,分子动力学通过计算体系构型积分、求解粒子运动方程,能更好地对材料热物性进行研究,成为本文研究的仿真工具,本文以石墨烯为研究对象,采用分析动力学模拟的方法对其输运性质进行深入研究。首先,建立单层石墨烯纳米带模型,采用非平衡态的模拟方法对其热导性质的影响因素如尺寸、手性以及温度等进行了研究。研究表明:石墨烯纳米带热导率存在尺寸效应,一定范围内,石墨烯热导率同长宽均存在正相关关系,这是由声子平均自由程与边界条件共同决定的,符合经典声子理论;不同手性石墨烯也存在差异,边界传输速度与传输机制的不同使锯齿石墨烯(ZGNRs)热导率稍高于同尺寸的扶手石墨烯(AGNRs)20%左右;另外温度也会使模拟范围内(300-500K)的热导率在呈现先上升后下降的趋势。除此以外,势函数与边界条件等仿真参数的选取也会对模拟结果造成影响。接着对缺陷与场力等内外因素做了深入分析,研究发现:缺陷位置对石墨烯热导影响不大,但缺陷密度的增加会导致热导率极速下降;场力对热导性质变化影响较大,模拟范围内可将热导率提升至静态时的3倍;垂直热流方向的场力作用稍微高于热流方向;场力频率的增加会导致热导数值的波动,但两者总体趋势呈现正相关,即频率越高,热导率越大。本文对低维材料导热特性进行了系统研究,为进一步控制与提升元器件的热导提供了新思路。

关键词：低维材料声子分子动力学场力空位缺陷

应力对石墨烯热输运性质影响的分子动力学模拟

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原子与分子物理学报 2017年第5期34卷 931-935页

作者：兰生高新昀李焜原永滨福州大学电气工程与自动化学院福州350008

本文建立了低维薄膜材料导热模型,运用非平衡分子动力学模拟的方法,利用lanmmps软件对单层石墨烯纳米带的导热特性进行仿真分析,根据Fourier定律计算热导率,再对石墨烯纳米带的原子施加一定耦合应力场,把应力耦合作用下的石墨烯热导率... 详细信息

本文建立了低维薄膜材料导热模型,运用非平衡分子动力学模拟的方法,利用lanmmps软件对单层石墨烯纳米带的导热特性进行仿真分析,根据Fourier定律计算热导率,再对石墨烯纳米带的原子施加一定耦合应力场,把应力耦合作用下的石墨烯热导率与正常的石墨烯纳米带进行了对比研究,模拟数据结果表明:在石墨烯纳米带上施加耦合应力时,会导致石墨烯纳米带热导率升高,且随应力增加而增大,模拟范围内热导率升高2.61倍,并且应力方向会对热导率变化产生一定影响,这个研究为纳米尺度上石墨烯相关研究和进一步提升热导率提供了新思路.

关键词：石墨烯纳米带分子动力学应力热导率

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石墨烯导热机理及其影响因素的模拟分析

广东化工 2016年第21期43卷 1-3页

作者：高新昀兰生李焜福州大学电气工程与自动化学院福建福州350108

文章选用非平衡态分子动力学方法,利用更精确的势函数,采用双导热温度梯度的方式对单层石墨烯纳米带的导热特性进行了模拟。仿真结果表明:石墨烯的长度、宽度的依赖关系较为明显,且边界结构也对石墨烯纳米带热导率产生影响,这为芯片制... 详细信息

文章选用非平衡态分子动力学方法,利用更精确的势函数,采用双导热温度梯度的方式对单层石墨烯纳米带的导热特性进行了模拟。仿真结果表明:石墨烯的长度、宽度的依赖关系较为明显,且边界结构也对石墨烯纳米带热导率产生影响,这为芯片制造及石墨烯材料的选取提供了依据。

关键词：石墨烯纳米带分子动力学影响因素热导率

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石墨炔纳米带热传导的分子动力学模拟

电气开关 2017年第5期55卷 27-30页

作者：李焜兰生高新昀福州大学电气工程与自动化学院福建福州350108

本文采用非平衡分子动力学的方法,通过在纳米带长度方向上施加周期性边界条件,基于Airebo势函数描述碳-碳原子间的相互作用,对单层石墨炔纳米带的热导率与尺寸变化以及手性之间的关系进行了模拟,利用Fourier定律计算热导率。模拟结果表... 详细信息

本文采用非平衡分子动力学的方法,通过在纳米带长度方向上施加周期性边界条件,基于Airebo势函数描述碳-碳原子间的相互作用,对单层石墨炔纳米带的热导率与尺寸变化以及手性之间的关系进行了模拟,利用Fourier定律计算热导率。模拟结果表明:(1)石墨炔纳米带的热导率随长度的增加而增加;(2)Airebo势函数计算得到石墨炔纳米带的热导率高于Tersoff势函数。

关键词：石墨炔纳米带分子动力学尺寸势函数热导率

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智能电网中电力电缆故障诊断技术应用研究

中小企业管理与科技 2019年第31期3卷 137-137,139页

作者：余年春付亮杨千帆高新昀国网武汉供电公司检修分公司电缆运检室武汉430000

目前,各行各业对电力能源的需求量日益增加,有效推动了传统的驱动电网向智能电网转变,未来智能电网将应用智能化手段测量并控制电流和电压。虽然未来电网的能量流不会呈现单向流动的趋势,但电网的核心作用是传输并分配能源。因此,论文... 详细信息

目前,各行各业对电力能源的需求量日益增加,有效推动了传统的驱动电网向智能电网转变,未来智能电网将应用智能化手段测量并控制电流和电压。虽然未来电网的能量流不会呈现单向流动的趋势,但电网的核心作用是传输并分配能源。因此,论文对智能电网中电力电缆故障诊断技术应用进行了研究。

关键词：智能电网电力电缆故障诊断技术应用

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电力电缆故障原因与检测技术

中小企业管理与科技 2019年第26期3卷 143-144页

作者：付亮杨千帆余年春高新昀国网武汉供电公司检修分公司电缆运检室

在城市化建设的快速发展中,电力线路建设总电缆所占比例日益增加,尤其在城市中心位置、工矿企业内部供电中发挥着重要的作用。但电力电缆实际应用过程中极易出现电缆故障,相关部门需要针对这些故障实行相应的检测技术。

关键词：电力电缆事故原因检测技术

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电力电缆的运行维护管理研究

中小企业管理与科技 2019年第28期3卷 6-7页

作者：杨千帆余年春付亮高新昀国网武汉供电公司检修分公司电缆运检室

如果想让电力系统能够正常安全运行,就必须做好电力电缆的正常维修与管理工作,只有这样才能为电力电缆的正常运行提供保障。论文主要针对影响电力电缆正常运行的因素作出分析,研究出能够有效进行管理维修的有效措施,希望能够对电力电缆... 详细信息

如果想让电力系统能够正常安全运行,就必须做好电力电缆的正常维修与管理工作,只有这样才能为电力电缆的正常运行提供保障。论文主要针对影响电力电缆正常运行的因素作出分析,研究出能够有效进行管理维修的有效措施,希望能够对电力电缆的安全稳定性提供帮助。

关键词：电力电缆运行维护管理

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一起电缆接地系统故障的处理分析

农村电工 2018年第6期26卷 41-41页

作者：付涵程萌孙长群高新昀赵畅国网湖北武汉供电公司 430000

1故障的发现与处理国网湖北武汉供电公司220 kV燃关线于2017年6月28日投入运行,为混合线路,其中电缆部分从东湖燃机发电厂GIS终端至燃关线1号塔户外终端,电缆全长为1.43 km,2个绝缘中间接头,电缆型号为YJLW03-127/220-1×800,电缆设计... 详细信息

1故障的发现与处理国网湖北武汉供电公司220 kV燃关线于2017年6月28日投入运行,为混合线路,其中电缆部分从东湖燃机发电厂GIS终端至燃关线1号塔户外终端,电缆全长为1.43 km,2个绝缘中间接头,电缆型号为YJLW03-127/220-1×800,电缆设计护层接线如图1所示。

关键词：电缆型号接地系统故障供电公司中间接头电缆设计 GIS 发电厂

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植物根系固土试验研究进展

科技创新与应用 2025年第1期 74-78+85页

作者：明雨洁姚秋亦高新南南京农业大学信息管理学院

植物根系固土技术在防治土体滑坡中具有重要作用。为深入了解植物根系与土壤相互作用机理，基于现有研究成果，利用VOSviewer软件对2000—2023年植物根系固土领域文献进行关键词聚类分析，得出植物根系固土试验研究常用的方法有根土复... 详细信息

植物根系固土技术在防治土体滑坡中具有重要作用。为深入了解植物根系与土壤相互作用机理，基于现有研究成果，利用VOSviewer软件对2000—2023年植物根系固土领域文献进行关键词聚类分析，得出植物根系固土试验研究常用的方法有根土复合体剪切试验、单根抗拉试验、根系构型试验和原位拉拔试验，分类归纳4种试验方法的适用性及应用情况。详细梳理各试验方法的研究进展，总结根系参数、土壤性质和环境条件对固土效果的影响。未来研究需优化试验方法，更准确地模拟实际条件中根土复合体的受力，以提高试验研究结论的准确性和代表性。

关键词：根系固土文献计量根系构型抗剪强度单根抗拉试验原位拉拔试验