Transporte térmico em nanofitas de grafeno dopadas com N, B e SI
Fecha
2017-08-28Metadatos
Mostrar el registro completo del ítemResumen
O recente progresso da pesquisa em nanoestruturas de carbono e a questão do
gerenciamento térmico estabeleceram uma grande demanda em relação a compreensão
científica do transporte térmico nestes nanomateriais. Além disso, estes materiais servem
como blocos fundamentais para a criação de novas nanoestruturas, com propriedades
físicas diferenciadas, que podem ser modificadas e controladas visando aplicações
específicas. Estudos experimentais nesta área são promissores, porém falta um maior entendimento
destas novas estruturas e suas propriedades. Neste contexto, simulação de
dinâmica molecular é uma ferramenta eficaz para cálculos de condutividade térmica e do
espectro vibracionais dos fônons. O objetivo deste trabalho é propor novas nanoestruturas
baseadas em carbono, buscar um melhor entendimento de suas propriedades térmicas,
de modo a verificar a aplicabilidade em nanodispositivos. Na primeira parte desse trabalho,
apresentamos os resultados da condutividade térmica e do espectro vibracional dos
fônons em folhas de grafeno e nanofitas de grafeno pristina, onde observamos que a condutividade
térmica em nanofitas apresenta uma redução em relação as folhas de grafeno
e que este comportamento é devido ao efeito de bordas. Também analisamos o comportamento
da condutividade térmica em função do comprimento e largura das nanofitas de
grafeno, onde observamos um aumento na condutividade térmica conforme as dimensões
da amostra aumentam. Além disso, observamos que a condutividade térmica apresenta
um comportamento de dependência com a temperatura do sistema. Após a caracterização
das propriedades térmicas das nanofitas de grafeno pristina, focamos nas possíveis
estratégias para controlar o transporte de calor nestes materiais. Uma possibilidade é explorar
a saturação das bordas e a dopagem das nanofitas de grafeno. Assim, investigamos
a condutivdade térmica em nanofitas com bordas saturadas com átomos de hidrogênio
e nanofitas dopadas com átomos de nitrogênio, boro e silício. A condutividade térmica
estimada em nanofitas saturadas/dopadas é drasticamente reduzida. Uma análise de densidade
vibracional dos fônons é realizada para explicar essa diferença, mostrando que a
densidade dos modos vibracionais dos fônons são diferentes quando comparada as nanofitas
tipo pristina.
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