一维纳米材料中声子相互作用机制的理论研究

一维纳米材料因其具有诸多奇特的性质而备受科学界关注。在热传导方面，实验发现碳纳米管具有极高的热传导系数，因此在散热装置和热电器件方面具有广泛的应用前景。一维纳米管的高热传导率一般认为是声子弹道输运的结果，即声子之间基本无相互作用。而最近的实验研究发现，一维纳米管具有声子波导和声子整流的现象。这些现象无法用无相互作用的声子图像去解释，因此研究者提出了孤子输运的图像，这是强非线性作用的结果。对一维纳米材料热传导现象解释的不一致性深刻地表明，人们对一维晶格系统声子相互作用机制尚缺乏完整而统一地理解。基于这种现状，本申请拟通过分子动力学模拟以及相应的理论分析研究一维纳米材料声子相互作用的机制，详细归纳出热传导行为与系统参数的依赖关系，进一步与各种实验结果和标准理论进行比较，以期给出统一的一维纳米材料声子相互作用的物理图像，从而对实验现象作出一致的理论解释。