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石墨紙寬和邊緣結構的關系

發布時間:2019-07-16  閱讀:858次
石墨紙的研究中,石墨紙的結構表征對于材料品質的分析以及物理性能的測量有著重要意義。在目前的石墨紙的實驗中,廣泛采用的表征手段是電子顯微鏡,例如原子力顯微鏡、掃描電子顯微鏡等。在結構表征中,另外一種重要的表征手段是拉曼光譜。實際上,拉曼光譜已被廣泛應用于石墨、碳納米管等碳素材料的結構表征。然而,該方法現今還很少用到石墨紙的結構表征中。
盡管如此,因其較高的精度以及對材料無損害的特征可能使其成為石墨紙表征的重要手段。為了能夠給石墨紙的拉曼譜測量提供更多的理論基礎,計算石墨紙的聲子色散關系及振動模式密度就顯得非常必要。另外一個方面,比熱也能夠反映低維納米結構材料聲子譜的重要特征。例如,實驗測量的單壁碳納米管的比熱在低溫時與溫度成線性關系,這是由于四個線性的聲學支的貢獻所致。
此外,單壁碳納米管的室溫比熱隨著管徑的增加而增加并趨近于石墨片的室溫比熱。這與納米管的聲子色散關系在管徑較大時與石墨片的幾乎相當有關。與準一維的納米管類似,人們同樣可以預期不同邊緣形狀和帶寬的石墨紙的比熱與其特定幾何結構有密切關系。因此,研究一維限域效應對于石墨紙的聲子模式和熱學性質的影響將具有重要意義。本文中,基于晶格動力學理論,利用力常數模型,我們計算了石墨紙的聲子色散關系、振動模式密度和比熱,探討了其與石墨紙帶寬和邊緣結構的關系。
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