固体界面热整流现象的解析

两种不同固体材料相互接触所形成的接触面的热传导与热流的方向有关 ,这种现象称为热整流现象。本文从线性应答理论推导出的固体接触界面的热传导系数计算公式表明 ,热传导系数与温度成正比。分析表明 ,当两种材料热传导系数不同时 ,接触面产生热整流现象 ,并且能量传导系数越大 。

基于热质理论的纳米系统热整流现象

热整流现象是近年来在纳米系统中发现的一种特殊热传导现象,具有重要的应用前景,但是缺乏明确的物理解释和宏观物理图像。本文基于热质理论将导热过程与流体力学相类比,论证了热质运动的空间惯性力可以导致非对称导热介质中的热整流现象,并举例分析了硅纳米薄膜中的热整流效应。热质理论预测的热整流系数可达40%,足以满足构建热晶体管或者逻辑门的需求。

基于非对称分子的全碳分子器件的负微分电阻及整流行为

使用基于非平衡格林函数和密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究苯环连接碳链构成的非对称分子与石墨烯电极组成的分子器件的电子输运性质。通过计算,我们发现该分子器件表现出明显的负微分电阻现象和整流行为,通过分析分子自洽哈密顿量和前线分子轨道,发现整流行为的出现是由于不同方向的外加电场导致前线分子轨道能级的非对称移动造成的,而负微分电阻是因为在某些特定电压下电导通道被压制,使得电流迅速降低而形成的。

石墨烯纳米带整流器件电子输运性质研究

运用密度泛函理论和非平衡格林函数结合的方法,研究中心散射区长度对右电极中心N掺杂的扶手椅型石墨烯纳米带电子输运特性的影响。研究表明:在正向偏压下,不同中心散射区长度的扶手椅型石墨烯纳米带电流随着电压的增加而增大;而在负向偏压下,随着中心散射区长度的增加,偏压窗内的透射系数逐渐减小,电流不随电压的变化而变化,电流值接近为零,器件呈现出明显的整流特性。所以,在一定长度范围内,随着中心散射区长度的增加,器件的整流特性逐渐增强。出现该现象的原因可能是负向偏压下偏压窗内没有透射峰引起的,该研究结果对未来石墨烯整流器件的设计具有重要的意义。

石墨烯纳米带电极区N掺杂电子输运性质研究

运用密度泛函理论和非平衡格林函数结合的方法,研究电极区N掺杂对扶手椅型石墨烯纳米带电子输运特性的影响.结果表明,与本征扶手椅型石墨烯纳米带电流-电压曲线相比,宽度为7的石墨烯纳米带电流-电压曲线表现出明显的不对称性,其中心N掺杂表现强烈的整流特性,整流系数达到10^(2)数量级,且将N原子从电极区中心位置移动到边缘,整流特性减弱.研究结果表明宽度为7的扶手椅型石墨烯纳米带出现强整流现象的原因主要是负向偏压下能量窗内没有透射峰引起的,该研究结果对将来石墨烯整流器件的设计具有重要的意义.

Marked ion current rectification in microchannels

Ion current rectification(ICR)is a physical phenomenon caused by asymmetric transport of anions and cations across an ion nanopore/channel,in which the ion current at a voltage of one polarity is much higher or lower than the one of opposite voltage polarity.Since ICR was first observed in a nanopipette in 1997,extensive research has been performed using various nanopores/nanochannels,revealing the applicability of ICR in various fields including fluidic logic circuits(i.e.,iontronics),energy conversion and storage,