电气、电子技术的进一步发展,对元器件性能提出了更高要求。低维材料尤其是石墨烯、石墨炔等碳素薄膜材料凭借其极大的比表面积、高电导率与极佳的机械性能成为芯片制造的新选择,但局部区域的热量导出成为新的技术难题,制约着微电子技术的发展。因此,低维材料输运性质的研究显得愈发重要,导热特性的控制成为微电子技术发展的关键。作为一类线度极低,甚至小于电子德布罗意波长的材料,低维材料的载流子被限制在特定维度内运动,其输运性质与体材料有着巨大差别,使其具备独特的物理性质。但目前低维材料的研究主要集中于电、光与机械性质,热导性质的研究仍需深入完善。热导性质的研究方法很多,诸如以玻尔兹曼输运方程为代表的理论分析与以光热偏转法为代表的实验方法等。但低维材料本身特殊的结构与尺寸增加了研究难度。相较而言,分子动力学通过计算体系构型积分、求解粒子运动方程,能更好地对材料热物性进行研究,成为本文研究的仿真工具,本文以石墨烯为研究对象,采用分析动力学模拟的方法对其输运性质进行深入研究。首先,建立单层石墨烯纳米带模型,采用非平衡态的模拟方法对其热导性质的影响因素如尺寸、手性以及温度等进行了研究。研究表明:石墨烯纳米带热导率存在尺寸效应,一定范围内,石墨烯热导率同长宽均存在正相关关系,这是由声子平均自由程与边界条件共同决定的,符合经典声子理论;不同手性石墨烯也存在差异,边界传输速度与传输机制的不同使锯齿石墨烯(ZGNRs)热导率稍高于同尺寸的扶手石墨烯(AGNRs)20%左右;另外温度也会使模拟范围内(300-500K)的热导率在呈现先上升后下降的趋势。除此以外,势函数与边界条件等仿真参数的选取也会对模拟结果造成影响。接着对缺陷与场力等内外因素做了深入分析,研究发现:缺陷位置对石墨烯热导影响不大,但缺陷密度的增加会导致热导率极速下降;场力对热导性质变化影响较大,模拟范围内可将热导率提升至静态时的3倍;垂直热流方向的场力作用稍微高于热流方向;场力频率的增加会导致热导数值的波动,但两者总体趋势呈现正相关,即频率越高,热导率越大。本文对低维材料导热特性进行了系统研究,为进一步控制与提升元器件的热导提供了新思路。