محاسبه رسانش گرمایی گرافین با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی

گرافین یک آرایش دو بعدی از اتم های کربن است که دارای ساختار شبکه ای شش گوشی(لانه زنبوری) می باشد. این ماده به دلیل ویژگی های الکتریکی، حرارتی و فیزیکی منحصر به فرد، از بدو کشف در سال 2004، مورد توجه ویژه قرار گرفته است.در این پایان نامه محاسبه رسانش گرمایی نانونوارهای گرافین با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی تعادلی و عوامل موثر بر مقدار آن مورد توجه قرار گرفته است. برای محاسبه ی جریان گرمایی و ضریب رسانش گرمایی در دمای ثابت از روش گرین-کابو استفاده شده است. شبیه سازی ها در آنسامبل بندادی انجام شده که از روش نوز-هور برای ثابت نگه داشتن دما استفاده گردیده است. برای مدل کردن اندرکنش بین اتم های کربن، از پتانسیل بس ذره ای برنر استفاده شده است. شبیه سازی دینامیک مولکولی با استفاده از الگوریتم ورلت انجام شد. نتایج شبیه سازی برای رسانش گرمایی در نانونوار گرافین زیگزاگ در آنسامبل بندادی در دمای k300 برابر w/mk2900 به دست آمده است. همچنین وابستگی ضریب رسانش گرمایی به طول نانونوار و دما در محدوده ی k600-50 بررسی شده است و نتیجه حاصل با شبیه سازی های انجام شده دیگر و همچنین نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است که نشان دهنده توافق خوبی با نتایج موجود می باشد. در این پایان نامه اثر ایجاد بی نظمی بر روی میزان رسانش گرمایی نانونوار گرافین نیز بررسی شده که نتایج نشان دهنده کاهش رسانش گرمایی با ایجاد بی نظمی در شبکه است؛ بعلاوه میزان کاهش، بستگی به اندازه و تعداد بی نظمی ها در داخل شبکه دارد.