Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2016 - zeszyt 8

Two-dimensional thermal conductivity of defect-free singlewalled carbon nanotubes

10.15199/48.2016.08.22

nr katalogowy: 99982
10.15199/48.2016.08.22

Based on the known Debye's model for heat capacity and on the kinetic model for the phonon heat transfer taking into account the length of nanotube and also of the contribution made by phonon-phonon scattering, a heat conduction model of defect-free single-wall carbon nanotube was proposed. Based on this model, the dependences of the two-dimensional thermal conductivity of defect-free single-wall carbon nanotubes on their length and temperature were defined. Streszczenie. Na podstawie modelu pojemności cieplnej Debaye'a oraz modelu cieplnego transferu fononów, biorąc pod uwagę długość nanorurki a także wkład rozpraszania fonon-fonon, zaproponowano model przewodzenia ciepła jednościennych nanorurek węglowych bez defektów. Bazując na tym modelu zdefiniowano zależności dwuwymiarowego przewodnictwa cieplnego jednościennych nanorurek węglowych bez defektów od ich długości. (Dwuwymiarowa przewodność cieplna jednościennych nanorurek węglowych bez defektów). Keywords: carbon nanotube, thermal conductivity. Słowa kluczowe: nanorurki węglowe, przewodność cieplna. Introduction Due to its good electrical and heat conductivity [1], high values of chemical, thermic and mechanical stability [1, 2], carbon nanotubes (CNTs) are one of the most promising objects of nanoelectronics [1-5]. Despite the huge potential of CNTs application in nanoelectronics as a part of heat-removing devices, known models for calculation of its thermal conductivity provide different results [6-11]. The values of CNTs thermal conductivity determined experimentally also vary significantly [12-14]. A possible reason for this discrepancy is incorrect application of three-dimensional representations of the thermal conductivity and other physical phenomena in two-dimensional structures [15]. We have developed a heat conduction model of defectfree single-wall carbon nanotube (SWСNT). This model is based on the known Debye’s model for heat capacity and on the[...]

Bibliografia

[1] Eletskii A., Transport properties of carbon nanotubes, Phys. Usp., 52 (2009), 209-224
[2] Eletskii A., Carbon nanotubes and their emission properties // Phys. Usp., 45 (2002), 369-402
[3] Dresselhaus M., Dresselhaus G., Eklund, P., Science of fullerens and carbon nanotubes, San Diego: Academic Press. 1996
[4] Saito R., Dresselhaus G., Dresselhaus M., Physical properties of carbon nanotubes, London: Imperial Colledge Press 1998
[5] Dresselhaus M., Dresselhaus G., Avouris P., Carbon nanotubes: synthesis, structure, properties and applications, Berlin: Springer. 2001
[6] Berber S., Kwon Y., Tománek D., Unusually high thermal conductivity of carbon nanotubes, Phys. Rev. Lett., 84 (2000), n. 20, 4613-4616
[7] Osman M., Srivastava D., Temperature Dependence of Thermal Conductivity of Single Wall Carbon Nanotubes, Nanotechnology, 12 (2001), 21-24
[8] Che J., Çagin T., Goddard W., Thermal conductivity of carbon nanotubes, Nanotechnology, 11 (2000) 65-69
[9] Padgett C., Brenner D., Influence of chemisorption on the thermal conductivity of single-wall carbon nanotubes, Nano Lett., 4 (2004), n.6, 1051-1053.
[10] Maruyama S., A molecular dynamics simulation of heat conduction of a finite length single-walled carbon nanotube , Microscale Thermophysical Engineering, 7 (2003), 41-50
[11] Lukes J., Zhong H., Thermal Conductivity of Individual Single- Wall Carbon Nanotubes, Heat transfer., 129 (2007), n. 6, 705- 716
[12] Balandin A., Thermal properties of graphene and nanostructured carbon materials, Nature Materials, 10 (2011), 569-581
[13] Yu C., Li S., Zhen Y., Deyu L., Arunava M., Thermal conductance and thermopower of an individual single-wall carbon nanotube, Nano Lett., 5 (2005), n. 9, 1842-1846
[14] Pop E., David M., Qian W., Kenneth G., Hongjie D., Thermal conductance of an individual single-wall carbon nanotube above room temperature, Nano Lett., 6 (2006), n. 1, 96-100
[15] Brazhe R. Nefedov V., Thermal conductivity of carbon supracrystalline nanotubes, Physics of the Solid State, 54 (2012), n. 7, 1528
[16] Kuznetsov V, Khromov V., Fractal representation of the Debye theory for studying the heat capacity of macro and nanostructures, Tech. Phys., 53 (2008), n. 11, 1401-1406
[17] Zavalnuk V., Vibrational excitations in graphene and carbon nanotubes with point defects, PhD thesis. Odessa, 2012
[18] Ziman J., Electrons and phonons. The Theory of Transport Phenomena in Solids, Oxford: Clarendon Press, 1960
[19] Eleckiy A. Iskandarova I., Knizhnik A., Krasikov D., Graphene: fabrication methods and thermophysical properties, Phys. Usp., 54 (2011) 227-258
[20] Ecsedy D, Klemens P., Thermal resistivity of dielectric crystals due to four-phonon processes and optical modes, Phys. Rev. B, 15 (1977), 5957-5962
[21] Klemens P., Pedraza D., Thermal conductivity of graphite in the basal plane, Carbon, 32 (1994) 735-741
[22] Reich S., Jantoljak H., Thomsen C., Shear strain in carbon nanotubes under hydrostatic pressure, Phys. Rev. B., 61 (2000) 13389-13392
[23] Nika D., Balandin A., Two-dimensional phonon transport in grapheme, J. Phys.: Condens. Matter., 24 (2012), 203-233
[24] Zhang W., Zhiyuan Z., Feng W., Tingtai W., Litao S., Zhenxia W., Chirality dependence of the thermal conductivity of carbon nanotubes, Nanotechnology, 15 (2004), 936-939
[25] Pan R., Diameter and Temperature Dependence of Thermal Conductivity of Single-Walled Carbon Nanotubes, Phys. Lett., 28 (2011), n. 6, 66-104
[26] Ajing C., Jianmin Q., Size dependent thermal conductivity of single-walled carbon nanotubes, J. Appl. Phys., 112 (2012), 013503

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 99982 "Two-dimensional thermal c..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - e-zeszyt (pdf) 2016-8 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	55.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2016-8

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma