【摘 要】
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石墨炔纳米管作为碳的同素异形体，有着特殊力学性质和电子结构，石墨炔纳米管为具有一定直接带隙的半导体，其带隙在0.4-1.3eV的能量范围，其杨氏模量约0.4-0.5TPa。石墨炔纳米管有
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石墨炔纳米管作为碳的同素异形体，有着特殊力学性质和电子结构，石墨炔纳米管为具有一定直接带隙的半导体，其带隙在0.4-1.3eV的能量范围，其杨氏模量约0.4-0.5TPa。石墨炔纳米管有望在能量储存和电子器件等领域获得广泛应用。而石墨炔纳米管作为电子器件的原材料，我们有必要考虑其热学性质。本文采用非平衡分子动力学方法模拟了石墨炔纳米管的热导率，研究结果主要包括：1、采用非平衡分子动力学方法模拟了石墨炔纳米管热导率的尺寸效应。发现石墨炔纳米管的热导率随长度的增加而增大，呈现出k~L的关系，通过与碳纳米管和石墨烯纳米带的热导率进行比较，我们发现石墨炔纳米管有着更低的热导率，值比碳纳米管、石墨烯纳米带的都要低，说明其对长度的依赖性比碳纳米管和石墨烯纳米带都要低；采用非平衡分子动力学方法还模拟了石墨炔纳米管热导率与其直径的关系，发现其热导率随直径增大有小范围的增加，且相同尺寸的扶手型石墨炔纳米管的热导率大于锯齿型石墨炔纳米管的热导率，其热导率具有各向异性。2、通过分析声子态密度，证实石墨炔纳米管的热导率远低于碳纳米管以及石墨烯纳米带的主要原因是由于乙炔链的存在。乙炔链上的碳原子具有较低效的热传输效率，并且它们的声子态密度匹配程度很低，导致低的热导率。3、研究了温度对石墨炔纳米管热导率的影响，模拟结果表明，随着温度的升高，石墨炔纳米管热导率会降低，当温度大于1000K左右时，对热导率的影响将逐渐减弱。4、研究了形变对石墨炔纳米管热导率的影响，模拟结果表明石墨炔纳米管的轴向形变（拉伸或压缩）会导致其热导率降低。5、模拟了不同位置（苯环、乙炔链）的空位缺陷对石墨炔纳米管热导率的影响,模拟结果表明空位缺陷的存在致使石墨炔纳米管热导率有明显的降低。
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