吴宇1)2) 蔡绍洪1)3)† 邓明森3)4) 孙光宇2) 刘文江1)3) 岑超2)

1)(贵州大学大数据与信息工程学院,贵阳550025)

2)(贵州师范学院物理与电子科学学院,应用物理研究所,贵阳 550018)

3)(贵州财经大学贵州省经济系统仿真重点实验室,贵阳 550025)

4)(贵州师范学院贵州省纳米材料模拟与计算重点实验室,贵阳 550018)

聚乙烯单链量子热输运的同位素效应∗

吴宇1)2) 蔡绍洪1)3)† 邓明森3)4) 孙光宇2) 刘文江1)3) 岑超2)

1)(贵州大学大数据与信息工程学院,贵阳550025)

2)(贵州师范学院物理与电子科学学院,应用物理研究所,贵阳 550018)

3)(贵州财经大学贵州省经济系统仿真重点实验室,贵阳 550025)

4)(贵州师范学院贵州省纳米材料模拟与计算重点实验室,贵阳 550018)

(2017年1月20日收到;2017年3月27日收到修改稿)

高分子导热材料的有效调控受到了日益广泛的关注.应用密度泛函理论(DFT)、中央插入延展(central insertion scheme,CIS)方法及非平衡格林函数(NEGF)理论,对包含432个原子、长18.533 nm的聚乙烯单链量子热输运的同位素效应进行了研究.计算结果表明,室温下长100 nm的纯12C聚乙烯单链的热导率理论上限高达314.1 W·m−1·K−1;对于12C聚乙烯单链,其他条件一定时,14C掺杂引起的热导同位素效应比13C更为显著;室温下纯12C聚乙烯单链中14C掺杂原子百分数为50%时同位素效应最显著,此时平均热导比未掺杂时下降了51%.这对探索聚乙烯材料热输运的同位素影响机理具有十分积极的意义.

聚乙烯单链,量子热输运,平均热导,同位素效应

1 引言

随着纳米电子技术的进步,有机聚合物分子器件的制备与应用取得了极大的进展.目前世界上……