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随着纳米科学与技术的快速发展,材料的散热问题成为限制纳米器件尺寸进一步缩小的主要制约,而新型二维材料的兴起,由于其优异的导热性能引起了人们的广泛关注。本文基于分子动力学方法研究了石墨烯、硅烯纳米带在掺杂、应变作用下的热导率变化,并通过计算声子态密度分析热导率变化的机制。主要内容包括:1、模拟研究了锯齿型硅烯纳米带、扶手椅型硅烯纳米带的热导率随长度变化情况,模拟结果表明,随着硅烯纳米带长度的增加,硅烯纳米带的热导率逐渐增大至某一平台值附近波动,锯齿型、扶手椅型硅烯纳米带热导率的平台值分别为35 W/m K和32 W/m K。在相同的长度下,锯齿型硅烯纳米带的热导率总是高于扶手椅型硅烯纳米带的热导率,结果表明硅烯纳米带的热导率具有明显的尺寸效应和手性效应。2、模拟研究同位素掺杂效应对于硅烯纳米带热导率的影响。首先模拟不同浓度下随机掺杂30Si对于硅烯纳米带热导率的影响,模拟结果表明,随着掺杂同位素原子的浓度逐渐增加,其热导率的变化趋势为先减小再增加,整体呈现U型变化曲线。通过平均场理论进行数值拟合,得到和分子动力学模拟相同的变化趋势。随后,模拟超晶格掺杂对硅烯纳米带热导率的影响,结果表明,掺杂浓度为40%时,超晶格掺杂(相对纯硅烯热导率下降24%)比随机掺杂(相对纯硅烯热导率下降16%)的热导率更低。最后,计算了超晶格掺杂下硅烯纳米带的热导率,模拟结果表明超晶格掺杂中周期性长度越大,硅烯纳米带的热导率越小。3、在实际应用中,石墨烯纳米带更多的是放置于衬底上的,基于此,模拟了衬底对石墨烯纳米带热导率的影响。首先计算不同长度下石墨烯纳米带的热导率,发现随着石墨烯纳米带长度的增加,其热导率表现为线性增加,采用倒数拟合的方法得到当石墨烯纳米带的长度趋于无穷大时,其热导率大约为5544 W/m K,模拟结果和实验结果类似。然后模拟石墨烯放置于衬底上,衬底的加入使得石墨烯纳米带的尺寸效应被大大的抑制,通过声子态密度分析发现是衬底的加入抑制了石墨烯声子谱G峰的振动幅值,减小了体系的热导率。4、模拟了石墨烯纳米带在受到衬底不均匀应力作用的热导率变化,在衬底中施加凸起,研究了衬底凸起的高度和宽度对石墨烯纳米带热导率的影响,结果表明石墨烯纳米带的热导率随着凸起高度的增加而逐渐降低,而凸起的宽度改变对石墨烯纳米带的热导率几乎没有影响。