赵珊

摘 要：石墨烯作为目前发现的最薄、导电导热性能最强、结构强度最大的新型纳米材料已经广泛应用于各个领域，其中，最有潜力的应用则是成为硅的替代品。所以，对石墨烯中量子输运性能分析与建模已经成为当今的研究热点。文章采用从相对论流体磁动流体力学出发，结合Boltzmann方程（BTE）推出石墨烯的流体力学方程，引入剪切粘度与雷诺数（Reynolds number）作为石墨烯输运性能分析指标，表明了石墨烯作为纳米材料的优异性能。

关键词：石墨烯；量子输运；流体力学方程；剪切粘

石墨烯由于其准粒子的无质量相对分散特性和高迁移率吸引了各界关注，并且它还显示出了一系列优异的性质，如：超高的导电率[1]；剪切粘度与熵之比超低[2]；不仅有特殊的结构强度，而且结合了力学灵活性[3]和光透明度[4]。最近的研究显示石墨烯提供了一种特有方式，去观察在适度的高温下，极端相对论粒子的等离子体输运特性[5]。如将纯石墨烯设在一个特定的参数空间，则其费米表面收缩至两点，且在许多其他方面的表现，也与接近更复杂量子临界点的系统非常相似[6]。由于石墨烯的无质量狄拉克（Dirac）粒子，其相对极端夸克-胶子等离子体性质也很特别。通过对这些性质的分析和计算可以推导出其流体力学方程。

1 性能介绍

剪切粘度η用来测量流体阻值，从而建立横向速度梯度，见图1，粘度越小则其流体力学越趋于复杂。类似于导体的电阻率，粘度通过降低速度场中的多相性而引出熵增率。……