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石墨烯是由单层碳原子组成的具有蜂巢晶格结构的二维晶体。作为迄今为止被发现的最薄的二维材料,它有极好的热学和电学性质。从它首次在实验上被成功制备出来以来,就受到了各个学科研究者的广泛关注。使用分子动力学方法,前人研究了石墨烯纳米带,石墨烯声子晶体,石墨烯圆盘,掺杂及缺陷石墨烯等的声子热输运性质。对比正常石墨烯,它们的热导率均显著的减小。近期,为了在石墨烯的基础上引入能隙,从而得到半导体性能,科学家利用表面合成的方法,在实验上成功制备了周期性嵌入四八环的石墨烯结构(Graphene periodically embedded with Four-and Eight-membered Rings-GFER),并对其电子结构进行了研究。目前,对于其声子输运性质的研究尚未开展。基于此,本文运用非平衡分子动力学模拟方法研究这一类结构的声子输运特性。 运用非平衡分子动力学(NEMD)模拟方法,研究了热浴参数及层数,以及晶格尺寸与系统温度对GFER的热导率的影响。研究表明,选用合适的热浴参数与热浴层数是得到精确热导率的保证。如果模拟体系的宽度(W)没有足够大,热导率会出现尺寸效应。改变模拟体系的宽度会发现,随着宽度的增加,热导率增加。当宽度W≥5.2nm时,热导率收敛。进一步研究发现,二维GFER的热导率随体系长度的增加而增加,满足对数关系k~log(L)。而对于一维GFER纳米带,热导率服从指数关系k~Lβ。这与之前人们对其它二维和一维材料的研究结果相符。最后,研究了热导率对温度的依赖关系。发现,在高温经典输运区域,热导率随着温度的增加而减小,服从指数关系,k~T-α,指数α随系统长度的增加而增加。 基于以上结果,进一步研究了正常石墨烯与GFER构成的非对称异质结结构的热整流的性质。研究表明,随系统平均温度的增加,系统的热整流显著下降。随系统温差的增加,系统热整流稳定增加。而随系统长度的增加,热整流缓慢减小,几乎不变。在平均温度为T0=300K,系统温差为ΔT=360K,长度为L=48nm时,系统热整流高达107%。这说明这样的一个非对称石墨烯结构,可以用来实现热整流的效果。