将碳纳米管的热导率降低到随机同位素极限以下

定向块体碳纳米管-聚乙烯复合材料的超高导热性能

Extremely High Thermal Conductivity of Aligned Bulk Carbon Nanotube-Polyethylene Composites

本体聚合物的差的导热性可以通过将它们与高导热性材料如碳纳米管组合来增强。通过非平衡分子动力学模拟，发现定向碳纳米管-聚乙烯复合材料（ACPC）具有高的热导率。分析表明，这种排列结构不仅可以利用碳纳米管的高导热性，而且可以提高聚乙烯（PE）链的导热性。我们的预测可能会激发制造对齐的聚合物基复合材料的各种应用。

扶手椅型黑磷纳米管热导率的分子动力学研究

Thermal conductivity of armchair black phosphorus nanotubes: a molecular dynamics study

基于分子动力学模拟定性分析，研究了尺寸、应变和空位对扶手椅型黑磷纳米管热性能的影响。结果表明，由于声子输运路径的限制，纳米管的热导率具有明显的尺寸效应，且与纳米管的直径和长度密切相关。由于低频声子的增强，轴向拉伸应变可以促进热输运。相反，压缩应变削弱了热输运由于周围的弯曲纳米管的声子散射增强。此外，热导率显着降低单空位，特别是在高缺陷浓度。

纳米管的热导率：手性和同位素杂质的影响

Thermal Conductivity of Nanotubes: Effects of Chirality and Isotope Impurity

采用非平衡分子动力学方法，利用精确势函数研究了单壁纳米管（SWNT）的热导率与手性和同位素杂质的关系。研究发现，与电子电导率相反，热导率对手性不敏感。然而，同位素杂质可以降低热导率高达60%，并改变温度依赖性行为。我们还研究了在不同温度下，不同半径的管的热导率对管长的依赖关系。

按类型划分的碳纳米管的束电导率与网络电导率

Bundle vs. network conductivity of carbon nanotubes separated by type

我们报告了广泛的光学调查透明导电网络分离（半导体，金属）和参考（混合）单壁碳纳米管，辅之以传输测量。将纳米管的固有频率依赖电导率与网络的固有频率依赖电导率进行比较，我们得出结论，较高的固有电导率导致更好的传输特性，这表明纳米管的特性至少与接触一样重要。我们发现，硝酸掺杂提供了一个更大的改善透明导电质量比分离。自发脱掺杂发生在所有样品中，但在由掺杂金属管制成的膜中最有效，其中片电导在24小时内返回接近其原始值。

定向单壁碳纳米管的最大热导率

Maximum thermal conductivity of aligned single wall carbon nanotubes

我估计最大导热系数$κ$的一个完美的单壁碳纳米管束对齐。每一排排列的纳米管具有离散的结构。它由长度为$L$的纳米管段组成。段之间的间隔阻挡了通过行的声子路径。仅考虑由于段的有限长度而引起的散射。结果是“有效”平均自由程的数量级为$L/7$。对于1微米管（10，10），我们在室温下得到最大值$κ\approx 300$ W/m K。该结果与Hone { \it et al.}的实验合理一致。假设在他们的样本$L\approx 1μ{\rm m}$中

硅纳米管热导率的显著降低

Remarkable Reduction of Thermal Conductivity in Silicon Nanotubes

我们提出通过在硅纳米线中心引入小孔来降低硅纳米线的热导率，即构造硅纳米管结构。我们的数值计算结果表明，一个非常小的孔（只有1%的减少截面面积）可以引起35%的室温热导率降低。在相同的截面面积下，室温下SiNT的热导率仅为SiNW的33%。振动能的空间分布表明，局域化模式集中在SiNTs的内表面和外表面。SiNTs中增强的表面积与体积比降低了离域模式的百分比，这被认为是导致热导率降低的原因。我们的研究表明，SiNT是一种很有前途的热电材料，具有低的热导率。

功能化对单壁和多壁碳纳米管- Polymer纳米复合材料热性能的影响

Effects of Functionalization on Thermal Properties of Single-Wall and Multi-Wall Carbon Nanotube - Polymer Nanocomposites

已知碳纳米管的羧基官能化（-COOH基团）改善其分散性质并增加碳纳米管-聚合物纳米复合材料的导电性。我们已经通过实验研究了这种类型的功能化对纳米复合材料的热导率的影响。结果发现，虽然即使少量的碳纳米管（~1重量%）可以提高导电性，但需要更大的负载分数（~3重量%）来提高纳米复合材料的导热性。功能化的多壁碳纳米管作为填料材料的表现最好，导致同时改善复合材料的电性能和热性能。单壁碳纳米管的功能化降低了热导率的提高。所观察到的趋势被解释的事实，而表面官能化增加碳纳米管和聚合物基体之间的耦合，它也导致形成的缺陷，这阻碍了声学声子在单壁碳纳米管的传输。所得结果对碳纳米管和石墨烯作为填料改善复合材料的热、电和机械性能具有重要意义。

polymer复合材料的AC电导率：一种用于鉴定粗多壁碳纳米管样品的有效验证工具

AC conductivity of polymer composites: an efficient confirmatory tool for qualifying crude multi-walled carbon nanotube-samples

目前的通信强调，交流电导率测量的多壁碳纳米管（MWNTs）-聚合物复合材料是一个非常有前途的表征工具，用于鉴定任何原油MWNT-sample电弧合成。它将石墨结构与MWNT的石墨结构区分开，并反映了样品中存在的近一维结构和无序的相对量。这一新的协议将有助于发展更直接和定量的标准，通过不同的技术合成的MWNTs的资格，并肯定会添加到概念理解在可视化的确切作用，不同的控制参数影响MWNTs的生长。

半导体碳纳米管局域电导率的实验测定及其在单个缺陷处的修正

Experimental determination of the local optical conductivity of a semiconducting carbon nanotube and its modification at individual defects

纳米级光学特性的测量对于光电子器件的表征具有重要意义。然而，传统的光探针测量方法很难确定具有纳米不均匀性的单个量子物体的局域光学性质。在这里，我们展示了第一次成功的测定的绝对光学常数，包括光学电导率和吸收系数，为一个单独的碳纳米管的缺陷，通过比较能量损失光谱和光吸收。从某种类型的缺陷获得的光学电导率确实呈现出在最低激发峰（E11）附近的特征修改，其中强烈涉及激子和非辐射跃迁以及声子耦合激发。对E11峰的详细线形分析清楚地表明了不同程度的激子寿命缩短和电子态修改，这是可变的缺陷类型。

纳米管中的输运：远距离杂质散射效应

Transport in Nanotubes: Effect of Remote Impurity Scattering

在单电子近似下，发展了单壁碳纳米管中杂质远距离库仑散射理论。在漂移-扩散模型中求解玻尔兹曼方程，得到管电导率。电导率取决于纳米管能带结构的类型（金属或半导体）和电子费米能级。我们发现，由于库仑散射率对动量转移有很强的依赖性，电导率对费米能的指数依赖性。我们计算内和子带间散射率和电导率的一般表达式。数值计算结果以及得到的解析表达式表明，简并杂质半导体管可以有很高的迁移率，除非掺杂浓度过高，子带间跃迁阻碍了电子输运.

CNT导电性和形态的电合成控制：通过熔融碳酸盐电解将温室气体CO2转化为碳纳米管的规模扩大

Electrosynthetic control of CNT conductivity & morphology: Scale-up of the transformation of the greenhouse gas CO2 into carbon nanotubes by molten carbonate electrolysis

通过在熔融碳酸盐中电解将二氧化碳转化为碳纳米管，CNT提供了提取和储存这种温室气体的低成本途径。碳纳米管比燃料或其他二氧化碳转化产品更稳定、更紧凑和更有价值，为减少二氧化碳以减缓气候变化提供了动力。以前，实芯碳纳米纤维，CNF是用C-13同位素CO2形成的，而空芯纤维-碳纳米管，CNT是用天然同位素CO2在熔融碳酸锂中分裂形成的。在这里，我们展示了特殊的范围内的特定形态和导电性的碳纳米管，可以通过控制电解条件在一锅合成，并扩大这个过程中，温室气体二氧化碳转化为碳纳米管熔融碳酸盐电解。添加Li 2BO 3、硼掺杂并大大增强了在镀锌钢阴极处形成的CNT导电性。向Li 2CO 3电解质中添加CaCO 3降低了CNT生长区域中的氧化物溶解度，产生直的薄壁CNT。

超净同位素工程双壁碳纳米管作为定制的主机跟踪碳炔的生长

Ultra-clean isotope engineered double-walled carbon nanotubes as tailored hosts to trace the growth of carbyne

碳炔是一种sp1杂化的一维碳同素异形体，由于其优异的力学、光学和电学性能，目前受到越来越多的关注。尽管近年来在双壁碳纳米管（DWCNTs）内合成受限碳炔的研究取得了实质性进展，但其形成机理和生长前体仍然是一个谜。在这里，我们展示了同位素工程超净DWCNTs的合理设计，作为定制的主机来跟踪碳炔的生长，这允许识别前体并在高温下高真空退火期间解开碳炔的形成机制。使用这种方法，具有80.4%富含13 C的内壁和天然丰富的外管的超净DWCNT用于明确证明只有DWCNT内部的碳质材料可以作为前体。内外管之间的碳原子交换发生在没有任何碳炔生长的情况下。在应用二次氧化步骤之后，可以由部分氧化的DWCNT生产碳质前体。以这种方式，不仅生长具有~ 28.8%13C富集记录的碳炔，而且发生DWCNT的伴随愈合、重组和再生长。这项工作能够识别的前体和跟踪的生长机制与工程性能的受限碳炔。这是一个关键的一步，通过定制不仅是同位素填料，但也DWCNT主机的内管和外管，以获得有限的碳炔混合物的全部应用潜力。

R-BAPB聚酰亚胺/碳纳米管复合材料电导率的多尺度模拟

Muiltiscale modeling of electrical conductivity of R-BAPB polyimide + carbon nanotubes nanocomposites

用多尺度方法模拟了具有手性（5，5）的单壁碳纳米管（CNT）填充的聚酰亚胺R-BAPB聚合物的电导率。建模开始于聚合物填充的碳纳米管结的随时间变化的原子构型的分子动力学模拟。然后，在第一步中获得的原子位置被用来执行完全的第一性原理微观计算的碳纳米管结的接触电阻使用基于格林函数的量子输运技术。最后，将这些接触电阻作为输入提供给使用Monte Carlo逾渗模型的CNT系综电导率的统计计算。第一性原理计算的结果表明，聚合物填充的碳纳米管结的接触电阻的碳纳米管结的几何形状，包括一个角度$φ$之间的碳纳米管轴和周围的碳纳米管聚合物原子的位置非常强的依赖性。将这种强烈的依赖性以及CNT团聚解释到逾渗模型中，将电导率的计算值推到略高于逾渗阈值的0.01 S/m以下，这在具有各种基础聚合物的复合材料的实验范围内。进一步降低复合材料的导电性的可能机制进行了讨论。

富勒烯包覆降低碳纳米管热导率的分子动力学研究

Thermal conductivity reduction in carbon nanotube by fullerene encapsulation: A molecular dynamics study

单壁碳纳米管（SWCNT）在其原始形式下具有高导热性，其进一步的改进引起了很多兴趣。一些理论研究表明，C $_{60}$富勒烯包封显著增强了$(10,10)$ SWCNT的热导率。然而，最近对单壁碳纳米管束的实验表明，富勒烯封装导致热导率的降低而不是增加。在这里，我们采用三种不同的分子动力学方法来研究的影响，C $_{60}$封装在$(10,10)$单壁碳纳米管的热传输。所有三种方法一致地预测$(10,10)$ SWCNT的热导率在通过$20\%-30\%$封装C $_{60}$后降低，与SWCNT束的实验结果一致。我们证明，有一个模拟工件中的Green-Kubo方法，它给出了巨大的人工对流的热导率。我们的研究结果表明，C $_{60}$分子进行很少的热量相比，外部单壁碳纳米管和减少声子平均自由程的单壁碳纳米管诱导额外的声子散射。我们还发现，一个$(10,10)$单壁碳纳米管的热导率单调下降，增加填充率的C $_{60}$分子。

单壁氮化硼纳米管热导率的理论研究

A theoretical study of thermal conductivity in single-walled boron nitride nanotubes

利用动力学理论对单壁氮化硼纳米管（SWBNT）的热导率进行了理论研究。通过对氮化硼片声子谱的拟合，我们发展了一个有效的、稳定的Tersoff原子间相互作用势，该势适用于sp2结构中热输运的研究。利用SWBNT对称群（线组）的螺旋量子数$(κ, n)$，我们计算出了三声子过程的选择定则。计算结果表明，热导率$κ_{\rm ph}$随长度的变化规律与$κ_{\rm ph}\propto L^β$随长度的变化规律一致，而$κ_{\rm ph}\propto L^β$随长度的变化规律与$β(T)\propto e^{-T/T_{c}}$的变化规律一致，这是边界散射与三声子散射对弯曲模的竞争作用的结果.我们发现SWBNT的两种弯曲模式对热导率的贡献占主导地位，因为它们的零频率位于$κ=\pmα$，其中$α$是SWBNT中螺旋对称的旋转角。

一种新型碳纳米管类似物：金刚石纳米线的热导率

Thermal conductivity of a new carbon nanotube analogue: the diamond nanothread

基于非平衡分子动力学模拟，我们研究了一种新型超薄一维碳纳米材料-金刚石纳米线（DNT）的热导率。与单壁碳纳米管（CNT）不同，DNT中Stone-Wales相变的存在赋予了其更丰富的热输运特性。输运区由波控区向粒子控区转变，这取决于多苯环的长度。然而，独立的传输区域，在具有不同长度的聚苯环的DNT中观察到热导率的强长度依赖性。DNT中独特的SW特性提供了更多的自由度来调节CNT的均匀结构中未发现的热导率。因此，DNT是一个理想的平台，研究各种热传输机制在纳米尺度上。其高可调谐性提高了为不同应用设计DNT的潜力，例如热连接和温度管理。

Si/SiO $_2$多壳层纳米管中的声子和热输运：原子研究

Phonons and thermal transport in Si/SiO$_2$ multishell nanotubes: Atomistic study

从理论上研究了Si/SiO $_2$多壳层纳米管中的热输运。声子能谱是用原子晶格动力学方法得到的。热导率的计算使用玻尔兹曼输运方程内的弛豫时间近似。多壳层纳米管中的振动光谱的重新分布导致声子群速度和热导率的降低相比，均匀的Si纳米线。Si/SiO $_2$界面上的声子散射是这些结构中热导率强烈降低的另一个关键因素（在室温下降至0.2 W/mK）。我们证明了通过适当地选择纳米管的横截面、厚度和壳层数目可以有效地抑制Si/SiO $_2$纳米管中的声子热输运。

氧化石墨/碳纳米管复合材料中的电子输运

Electronic Transport in Composites of Graphite Oxide with Carbon Nanotubes

我们表明，在单壁碳纳米管网络内的电绝缘氧化石墨（GO）的存在强烈增强了导电性，而还原的氧化石墨，即使是导电的，也抑制了具有单壁碳纳米管的复合网络内的导电性。杨氏模量和拉曼光谱的测量强烈支持我们的解释的氧化物基团的间接作用，存在于单壁碳纳米管/氧化石墨复合材料内的氧化石墨，通过金属单壁碳纳米管的电子掺杂。

富勒烯包覆对单壁碳纳米管热导率的调制：增强还是减弱？

Modulation of thermal conductivity in single-walled carbon nanotubes by fullerene encapsulation: enhancement or reduction?

富勒烯包覆是提高单壁碳纳米管力学和电学性能的有效途径。然而，一些分歧出现在最近的研究富勒烯封装对单壁碳纳米管的热导率的影响。更具体地，大多数先前的理论工作预测导热率略微增强，但是Kodama等人的最近实验（Nat.Mat. 16，892（2017））观察到通过富勒烯封装，SWCNT中的热导率明显降低。我们进行分子动力学模拟来重新审视这个问题，通过比较研究单壁碳纳米管（n，n）和相应的peapod（n，n），n = 8，9，10，11的热导率。我们发现，富勒烯封装可以降低较窄的单壁碳纳米管（n = 8和9）的热导率，但它可以稍微提高较厚的单壁碳纳米管（n = 10和11）的热导率。这些相反的效果的潜在机制进行了探讨，通过分析封装引起的结构变形和单壁碳纳米管的声子色散的变化。我们说明，在最近的实验中观察到的减少效果是有关的机制，减少较窄的单壁碳纳米管的热导率在这里，而以前的数值工作对应于本工作中发现的较厚的单壁碳纳米管的增强效果。我们的研究结果阐明了以前的数值预测和实验观察的富勒烯封装的单壁碳纳米管的热导率的影响之间的差异。

回应“回复对”毫米长纳米管中的发散和超高热导率“的评论”

Response to "Reply to comment on 'Divergent and Ultrahigh Thermal Conductivity in Millimeter-Long Nanotubes'"

一年多前，Chih-Wei Chang教授和合著者在PRL上发表了“Divergent and Ultrahigh Thermal Conductivity in Millimeter-Long Nanotubes”，我们提交了评论。过了一段时间，我们收到了张教授等人。的回复，这几乎是相同的，他们的arXiv预印本，并迅速回应了回复。应一些读者的要求，我个人在这里发表了对“回复评论'发散和超高导热性毫米长纳米管'”的详细回应。

碳纳米管基超纳米管的三维导热性能研究

Carbon Nanotube-based Super Nanotube: Tailorable Thermal Conductivity at Three-dimensional

纳米材料或纳米结构的进步使得制造在工程应用中具有巨大前景的多功能材料成为可能。基于碳纳米管（CNT）的纳米结构是这种多功能材料的一种代表性构建块。基于一系列的计算机研究，我们报告了三维CNT基纳米结构的热导率的可定制性，即，单壁碳纳米管（SWNT）为基础的超级纳米管（ST）。结果表明，不同碳环连接的ST的热导率不同，且具有较长组成的单壁碳纳米管和较大直径的ST产生较小的热导率。进一步的计算结果表明，ST的导热系数的倒数与其长度的倒数呈良好的线性关系。特别是，它被发现的热导率表现出近似成比例的关系与温度的倒数，但似乎不敏感的轴向应变，由于其泊松比。这些结果，一方面，提供了一个基本的理解的ST的超级碳纳米管的导热性能，并在另一方面阐明其未来的设计或制造和工程应用。

硼同位素对砷化硼单晶热导率的影响

Boron isotope effect on the thermal conductivity of boron arsenide single crystals

最近发现具有锌双金属结构的砷化硼（BAs）具有异常的热导率（k），这为BAs等高热导率材料的研究提供了新的前景。随着晶体生长技术的不断发展，硼同位素对钡单晶热导率的影响仍不完全清楚。在这里，我们报告了详细的研究与不同的同位素比的BA的单晶生长，并证明，同位素纯的BA的k是至少10%以上，比从天然B生长的BA。拉曼光谱表征显示不同的BA样品之间的散射的差异。所得结果对进一步研究同位素对优化BAs的k值的影响具有指导意义。

刚性双原子分子的混合路径积分蒙特卡罗模拟：量子化转动对碳纳米管中氢同位素选择性的影响

Hybrid path integral Monte Carlo simulation of rigid diatomic molecules: effect of quantized rotations on the selectivity of hydrogen isotopes in carbon nanotubes

本文提出了一种多时间步算法，用于刚性线性转子的混合路径积分蒙特卡罗模拟。我们展示了如何计算所需的量子扭矩的模拟旋转密度矩阵，我们开发了一个近似的表达式，适用于异质结分子的情况下。我们用这种方法研究了转动量子化对碳纳米管量子筛分性质的影响，特别是在20 K下对-T2/对-H2的选择性。我们展示了如何经典地处理氢分子的一些自由度，并且我们发现，在零压力的极限下，旋转自由度的量子化性质极大地影响了选择性，特别是在（3，6）纳米管的情况下，这是我们所研究的最重要的管。我们还利用路径积分蒙特卡罗模拟计算了有限压力下不同氢同位素在碳纳米管内部的吸附等温线和相应的选择性。结果表明，选择性随压力的增大而增大，在饱和时趋于一个恒定值。我们使用一个简化的有效谐振子模型来讨论这种行为的起源。

纳米管网络电导率的上界

Upper bound for the conductivity of nanotube networks

由纳米管网络组成的膜的电导率由管之间形成的结电阻调节。电导率值通过较低的结电阻而增强，但应达到受网络形态限制的最大值。通过考虑理想的弹道式纳米管之间的接触，我们使用的Kubo形式主义来计算这种膜的导电性的上限，并显示它如何取决于纳米管的浓度以及它们的纵横比。迄今为止报道的最高测量电导率接近这个极限值，这表明进一步的进展在于纳米线而不是纳米管。

碳纳米管异常高的热导率

Unusually High Thermal Conductivity of Carbon Nanotubes

结合平衡和非平衡分子动力学模拟与精确的碳势，我们确定了碳纳米管的热导率$λ$及其对温度的依赖性。我们的研究结果表明，在室温下，孤立的（10，10）纳米管具有异常高的$λ{\approx}6,600$ ~W/m $\cdot$ K值，与假设的孤立石墨烯单层或金刚石的热导率相当。我们的研究结果表明，这些高值的$λ$与大的声子平均自由程在这些系统中，大大降低的值预测和观察的基面的块状石墨。

石墨烯热导率的同位素效应

Isotope Effect on the Thermal Conductivity of Graphene

采用平衡分子动力学方法研究了300 K下不同同位素（C13）浓度的孤立石墨烯的热导率。在纯C12或C13石墨烯的极限下，石墨烯在锯齿形和扶手椅形方向上的TC分别为~630 W/mK和~ 1000 W/mK。我们发现，当C12和C13在不同的掺杂浓度下随机分布时，石墨烯的TC可以最大限度地降低~ 80%，在扶手椅和锯齿形方向上。因此，我们的模拟结果表明，一种有效的方法来调整的TC的石墨烯，而不改变其原子和电子结构，从而产生一个有前途的应用纳米电子学和热电的石墨烯基纳米器件。

多壁碳/nanotubes-SU8环氧复合材料的导电性能

Electrical conductivity of multi-walled carbon nanotubes-SU8 epoxy composites

研究了多壁碳纳米管分散在SU 8环氧树脂中的复合材料的导电性能。根据环氧树脂的加工条件（从非聚合到交联），我们得到了复合材料的导电性的隧穿和类似的制度。我们解释所观察到的定性变化的导电性行为的减少分离的纳米管之间的环氧树脂基体的聚合引起的。

调整纳米管封装的茂金属线的电导率

Tuning the electrical conductivity of nanotube-encapsulated metallocene wires

我们分析了一个新的家庭的碳纳米管为基础的分子线，通过封装金属茂分子内的纳米管。我们的模拟，这是基于非平衡格林函数技术和密度泛函理论的组合，表明这些线可以被设计为表现出理想的磁输运效应用于自旋电子器件。所提出的结构还应该对室温波动具有弹性，并且预计具有高产量。

一种由负载碳纳米管和富勒烯C60的导电静电纺丝聚己内酯纤维制成的电阻式电子辐照微传感器

A resistive electron irradiation microsensor made from conductive electrospun polycaprolactone fibers loaded with carbon nanotubes and fullerene C60

本研究利用负载碳纳米管和C60的静电纺丝聚己内酯纤维制成电子辐照微传感器，其电导率随电子束辐照永久增加，最大电导率依赖加速电压，可用于β辐射探测。

Thermal conductivity of AlN, GaN, and Al$_x$Ga$_{1-x}$N alloys as a function of composition, temperature, crystallographic direction, and isotope disorder from first principles

Ultra-wide-band-gap group-III nitrides are of interest for applications in deep-ultraviolet optoelectronics and power electronics. Such devices must be able to efficiently dissipate heat generated from their operation, making the thermal conductivity of the constituent materials an important parameter for high-power applications. We have investigated the phonon-limited thermal conductivity of AlN, GaN, and Al$_x$Ga$_{1-x}$N using first-principles calculations, with a focus on the effects of compositional and isotopic disorder. Our Boltzmann-transport-equation calculations show that the maximum…

缺陷碳纳米结构热导率的计算研究

Computational study of the thermal conductivity in defective carbon nanostructures

我们使用非平衡分子动力学模拟来研究包括同位素杂质在内的缺陷对碳纳米管、石墨烯和石墨烯纳米带的热导率的不利作用。我们发现，即使在结构完美的纳米管和石墨烯，同位素杂质降低了高达一半的热导率，通过减少声子平均自由程，甚至更大的热导率降低，具有相同的物理起源，发生在存在结构缺陷，包括空位和窄石墨烯纳米带的边缘。我们的计算调和以前的研究结果，不同的数量级，通过确定各种计算方法的局限性。

新型碳材料：新的隧道系统

Novel carbon materials: new tunneling systems

本文综述了近年来在新型碳材料（富勒烯C60和单壁碳纳米管束）中饱和氦同位素、均质氢和氖等轻质量物种的量子特性研究的最新成果。结果表明，即使是一些重掺杂演示动力学现象，其中相干效应起着至关重要的作用。本文综述了两个理论概念，它们被用来解释掺杂C_（60）的饱和动力学和线性热膨胀的反常现象。最不寻常的效果也被观察到在低温径向膨胀的单壁碳纳米管束饱和的氦同位素。首先，已经表明纯SWNT的低温径向膨胀是负的，即，纳米管会随着温度的升高而收缩。第二，当氦同位素掺杂时，单壁碳纳米管束的负膨胀效应大大增加。到目前为止，还没有提出详细的物理图像。值得一提的是，孤立纳米管上单个氦原子的动力学对应于带宽约为10 K的紧束缚准粒子的动力学。

同位素无序增强碳纳米管中的电子输运

Boosting electronic transport in carbon nanotubes by isotopic disorder

金属碳纳米管（CNT）的电流/电压曲线显示在高偏压下由于电子与具有非常高的布居数的声子（热声子）的散射而导致电阻率的突然增加。在这里，我们表明，它是可能的，以提高金属碳纳米管的电性能的C13同位素富集。事实上，同位素无序为热声子去激发创造了额外的通道，减少了它们的数量，从而减少了纳米管的高偏压微分电阻。这是一个不寻常的例子，无序改善了电子输运。

同位素富集28 Si热导率的重新研究

Thermal Conductivity of Isotopically Enriched 28Si Revisited

同位素富集的28 Si（富集度优于99.9%）的热导率在三个实验室中独立地重新测定，通过对总共4个不同形状和同位素富集度的样品进行高精度实验，在5至300 K的范围内，特别强调在室温附近的范围。在不同实验室中得到的结果彼此吻合良好。它们表明，在室温下，同位素富集的28 Si的热导率超过了Si的热导率与天然的，未改性的同位素混合物的10 - 2%。这一发现与Ruf等人的早期报告不一致。在26 K时，28 Si的热导率达到最大值。最大值取决于样品的形状和同位素富集的程度，并超过天然硅的热导率的一个因素的8为99.982%28Si富集样品。与天然同位素组成的硅的热导率一致被发现是3%低于文献中推荐的值。

粒径多分散性对碳纳米管-环氧树脂复合材料导电性能的影响

Role of the particle size polydispersity in the electrical conductivity of carbon nanotube-epoxy composites

具有大长径比的碳纳米管（CTN）被广泛用于在非常低的CNT负载下在聚合物熔体中建立电连接。然而，CNT尺寸多分散性和分散体的质量仍然不是可以基本上改变CNT纳米复合材料的期望特性的完全理解的因素。在这里，我们证明了多分散碳纳米管-环氧树脂复合材料的电导率与纳米管长度L的精确定制的分布是一个准普适函数的一阶矩L。这一发现挑战了目前的理解，即电导率取决于CNT长度的较高时刻。我们解释所观察到的准普适性的颗粒尺寸多分散性和集群之间的组合效应。这种机制可以被利用来实现一般CNT纳米复合材料中的电传输的受控调谐。

填料对纳米管和纳米纤维复合材料导电性的影响

Filler Dependencies of Electrical Conductivity in Nanotube and Nanofiber Composites

我们报告的聚合物纳米复合材料与纤维填料，明确考虑微观填料的功能和复制的复合材料作为随机分布的粒子通过电子隧穿互连的模型。通过利用关键路径法，我们能够获得简单的公式，适用于大多数纳米管和纳米复合材料，这允许从几个参数，如填料体积分数，尺寸和纵横比开始推断整体复合材料的电导率。我们制定的有效性进行评估，重新解释现有的实验结果，并通过提取的特征隧穿长度，这是大多数发现在其预期的值范围内。这些结果可以实际用于定制纳米复合材料的电性能。

高导电PDMS/碳纳米管/石墨烯纳米复合材料和硫酸处理对导电性的影响

"Highly Conductive PDMS/Carbon Nanotube/Graphene Nanocomposites and Effect of Sulfuric Acid Treatment on Conductivity"

聚二甲基硅氧烷（PDMS）是一种绝缘体，通常用于微结构的制造，但需要导电的PDMS。因此，本研究主要集中于制备具有高导电性的PDMS纳米复合材料。因此，我们生产了高度导电的PDMS纳米复合材料，其填充有多壁碳纳米管（MWCNT）和石墨烯纳米片（GNP）。由于碳纳米管和纳米颗粒之间的协同效应，我们希望得到更多的导电纳米复合材料比PDMS纳米复合材料填充只有碳纳米管。此外，我们还研究了硫酸处理对所制备的PDMS/MWCNT/GNP纳米复合材料的表面组成和电导率的影响。结果表明，硫酸处理的样品的电导率显着高于未经处理的样品。电导率在270.7 ~ 1074.9S/m之间，其中酸处理样品的电导率较高。

手性碳纳米管的Laser受激热导率

Laser Stimulated Thermal Conductivity in chiral carbon nanotube

研究了手性碳纳米管的激光诱导热导率。手性碳纳米管的热导率计算使用一个易于处理的分析方法。这是通过求解紧束缚近似中获得的能量色散关系的玻尔兹曼输运方程来完成的。得到了电子沿周向χ c和轴向χ z的热导率。对所得结果进行了数值分析，发现χ_c和χ_z在激光辐照下都是振荡的。我们还注意到，激光源引起χ_c和χ_z值的急剧减小。

壁“厚度”对单壁纳米管的拉曼光谱位移、热导率和杨氏模量的影响

Wall "thickness" effects on Raman spectrum shift, thermal conductivity, and Young's modulus of single walled nanotubes

从理论上证明了在有限温度下，单壁碳纳米管的有效壁厚应为$W=W_s+W_d$，其中$W_s$为最外层电子轨道的扩展所定义的静态壁厚，$W_d$为由于原子热振动所引起的动态壁厚.分子模拟和理论分析均表明$W_d$与$\sqrt{T}$成正比。我们发现动态厚度随温度的增加是拉曼光谱移动的主要机制。动态厚度的引入改变了关于杨氏模量的一些结论，并降低了热导率的值。

碳纳米管中的手性输运理论

Theory of Chiral Transport in Carbon Nanotubes

基于手性纳米管与经典螺线管的相似性，我们研究了手性纳米管中沿圆周方向的输运。我们计算了手性电导率，代表一个圆周电流沿碳纳米管轴的电场为各种手性的碳纳米管。我们发现，在手性纳米管的手性电导率一般是非零的，并作为费米能量的函数振荡。这种振荡行为归因于纳米管的子带结构和费米面的翘曲。

同位素掺杂硅纳米线的超低热导率

Ultralow Thermal Conductivity of Isotope-Doped Silicon Nanowires

采用分子动力学（MD）模拟方法研究了硅纳米线的热导率.研究发现，在室温下，同位素缺陷可以使硅纳米线的热导率呈指数下降。当掺杂50%的同位素原子时，热导率达到最小值，约为纯28Si NW的27%。同位素超晶格结构的硅纳米线的热导率明显依赖于超晶格的周期。在1.09 nm的临界周期处，热导率仅为纯Si NW值的25%。当超晶格周期小于这个临界长度时，观察到热导率的异常增强。用声子谱理论解释了超晶格结构硅纳米线的超低热导率。

同位素无序碳纳米管中的热输运

Thermal transport in isotopically disordered carbon nanotubes

本文研究了同位素无序碳纳米管的声子热导率。特别是，作为系统长度的函数的热导率的行为进行了研究，使用格林函数技术来计算整个系统的传输。该方法是使用线性缩放算法，这使我们能够达到系统的长度高达$L=2.5μ$ m（高达40万个原子）。对于1D系统，观察到电导率随系统尺寸$L$而发散。我们还观察到一个显着减少的实验尺寸的系统的热导率（约80%，在室温下为$L = 2.5$ $μ$ m），当引入了大部分的同位素无序。与格林函数技术得到的结果进行比较，得到的结果与玻尔兹曼描述的热传输。有一个很好的协议，这两种方法之间的系统的实验规模，即使在存在安德森局域化。这是特别有趣的，因为使用玻尔兹曼方程的传输的计算是少得多的计算昂贵的，使得更大的系统可以用这种方法进行研究。

一维、二维和三维碳的热导率

Thermal conductivity of one-, two- and three-dimensional carbon

由于其独特的化学多功能性，碳原子可以形成一维，二维和三维结构。在导热性方面，碳多晶型物覆盖从具有无定形碳的非常低的值到具有金刚石、碳纳米管和石墨烯的非常高的值的宽范围。黑碳石是一类三维全共价sp $^2$键合的碳多晶型物，具有与石墨烯和碳纳米管相同的局部化学环境，但具有负高斯曲率。采用基于Tersoff经验势的分子动力学模拟，计算了（10，0）碳纳米管、石墨烯和两种不同曲率的施瓦济体的热导率.我们发现，施瓦济特提出的热导率两个数量级小于纳米管和石墨烯。非谐晶格动力学计算结果表明，在施瓦济体中，声子群速度和平均自由程比在纳米管和石墨烯中小得多，解释了这种差异的原因。除了可调的电子特性外，它们降低的热导率表明，施瓦济石可以为具有高转换效率的全碳热电技术铺平道路。

碳纳米管内部功能化的最新进展：合成、光学和磁共振研究

Recent advances in the internal functionalization of carbon nanotubes: synthesis, optical, and magnetic resonance studies

单壁碳纳米管（SWCNT）内部的中空为研究这种受限环境中的化学反应和研究管特性提供了独特的自由度。本文综述了如何将富勒烯、磁性富勒烯、富含$^{13}$ C同位素的富勒烯和有机溶剂封装在单壁碳纳米管中，使人们能够对它们的电子、光学和界面性质产生前所未有的了解，并研究它们的生长。通过高温退火将包封的C $_{60}$富勒烯转化为内管。内管独特的低缺陷浓度使其成为研究直径相关处理（如打开和关闭管）效果的理想选择。从富含$^{13}$ C的包封有机溶剂中实现了内管的生长，这表明富勒烯并不具有突出的作用，这为探索管内化学开辟了新的视角。磁性富勒烯，如N@C $_{60}$和C $_{59}$ N的封装是使用ESR证明。从富含$^{13}$ C的富勒烯生长内管提供了独特的同位素工程异源系统，其中外管含有天然碳，并且内壁可控地富含$^{13}$ C同位素。该材料能够识别内管的振动模式，否则内管的振动模式与外管模式强烈重叠。该材料的$^{13}$ C NMR信号对于小直径SWCNT是特异性的。温度和场相关的$^{13}$ C $T_1$的研究表明，一个统一的金属类电子状态的所有内管和一个低能量，3 meV的差距被观察到，被分配到一个长期寻求Peierls过渡。

单层二硫化钼（MoS2）热输运的异常同位素效应

Unusual Isotope Effect on Thermal Transport of Single Layer Molybdenum Disulphide (MoS2)

单层二硫化钼（MoS2）的热输运是其应用的关键。本文采用第一性原理力常数的分子动力学模拟方法研究了同位素对单层二硫化钼热输运的影响。通过声子模态分析，我们发现同位素对中间频率的声子有很强的散射作用，并且这种散射行为与传统的基于微扰理论的散射模型（Tamura公式）所预测的有很大的不同。这种差异在低同位素浓度时变得更小。天然同位素可以导致大尺寸样品的热导率降低30%。然而，对于边界散射变得显著的小样品，同位素效应可以被大大抑制。研究还发现，在中频范围内对声子本征矢量贡献较大的Mo同位素对热导率的影响比S同位素大。

频率和电场对不同密度单壁碳纳米管网络电导率的影响

Frequency- and electric-field-dependent conductivity of single-walled carbon nanotube networks of varying density

我们目前的测量频率和电场依赖的导电性的单壁碳纳米管（SWCNT）网络的各种密度。作为频率的函数的交流电导率与扩展对近似模型一致，并且随着频率高于起始频率$ω_0$而增加，所述起始频率随着膜厚度从亚单层到200 nm的范围在七十年内变化。非线性电场依赖的直流电导率也表现出强烈的膜厚依赖性。电阻R（E）的电场依赖性的测量允许确定可能表征管触点之间的距离的长度尺度$L_{E}$，发现其随着膜厚度的增加而系统地减小。发现交流电导率的起始频率$ω_0$和单壁碳纳米管网络的长度尺度$L_{E}$之间存在相关性，并提出了一个物理上合理的经验公式。这些研究将有助于理解该材料体系的输运性质，并有利于该材料体系的应用。

单壁碳纳米管的热导率：直径和退火依赖性

Thermal Conductivity of Single Wall Carbon Nanotubes: Diameter and Annealing Dependence

体单壁碳纳米管（SWNT's）的热导率k（T）在低T下显示出线性温度依赖性，这归因于声子的一维量子化。为了进一步探讨这个问题，我们测量了具有不同平均管直径的样品的k（T）。我们观察到线性k（T）更高的温度在样品中具有更小的直径，在协议的量化图片。此外，我们还研究了退火对k（T）的影响。我们观察到退火样品的k（T）的增强，这归因于缺陷的愈合和杂质的去除。这些测量结果表明，单壁碳纳米管材料的热性能可以通过操纵其固有的纳米级性能来控制。

碳纳米管的晶格specific heat

Lattice specific heat of carbon nanotubes

碳纳米管的晶格比热在Mahan和Jeon提出的微观模型中进行了评估，发表在2004年的Physical Review B上。声子被认为是单壁碳纳米管在扶手椅配置。正如预期的那样，低温和高温区域表现出不同的比热行为。碳纳米管还显示出非常有趣的晶格输运，这取决于直径，对于小直径具有相当高的热导率。

四声子散射减弱了光学声子对III-V半导体热导率的贡献和同位素效应

Four-phonon scattering diminishes the optical phonon contribution and isotope effect to thermal conductivity of III-V semiconductors

最近的研究表明，四声子散射在确定固体的热导率方面通常是重要的。然而，这些研究一直集中在材料的热导率$κ$是占主导地位的声学声子，和四声子散射的影响，虽然显着的，仍然是一般小于三声子散射。在这项工作中，以AlSb为例，我们证明了四声子散射是更关键的三声子散射，因为它减少了光学声子的热输运，因此显着降低材料的热导率，其中光学分支具有长的三声子寿命。同时，我们的计算表明，四声子散射可以在削弱$κ$的同位素效应方面发挥极其重要的作用。具体地说，四声子散射减少了70 $\%$和50 $\%$，分别同位素纯和自然发生的AlSb的室温$κ$。同位素纯的和天然存在的c-GaN的还原分别为约34 $\%$和27 $\%$。对于同位素纯的w-GaN，室温下的还原约为13 $\%$，400 K下的还原约为25 $\%$。这些结果为实验工作者在III-V族化合物中实现高热导率以应用于半导体工业提供了重要的指导。

碳纳米管的传热模型

Modelling Heat Transfer of Carbon Nanotubes

碳纳米管传热模型的建立对于碳纳米管基复合材料和纳米电子器件的热管理具有重要意义。采用三维各向异性传热的有限元方法，模拟了单根纳米管、纳米管阵列和部分纳米管基复合材料表面在生热时的热传导和温度变化。所使用的热导率是从分子模拟或实验的放大值获得的。模拟结果表明，纳米管阵列由于其各向异性的热导率而具有独特的冷却特性。

碳纳米团簇和碳纳米管中声子输运和热导率的量子模型

Quantum model of phonon transport and heat conductivity in carbon nanoclusters and nanotubes

建立了一个复近似声子量子离散模型（PQDM），用于描述锯齿形和扶手椅形两种零手性碳纳米结构中声子的动力学、动力学和统计特性。该模型允许将与其他子系统（电子、光子、杂质和缺陷）的相互作用纳入纯声子问题。我们预测平面C-结构是几何稳定的，在强电场作用下可以桥接极间空间.得到了碳纳米管广义热导率方程的精确解。分析了管内的温度分布。提出了强相互作用时的对角化方法。结果表明，热导率随声子平均自由程（PMFP）的增大呈二次函数关系。计算了碳直线管的热容和熵随温度的变化关系。我们的理论方法解释了碳和类碳材料中良好TC的性质，即软振动分支（在热能下具有高态密度的低频径向呼吸模式声子）的存在伴随着结构硬度（高频$ϕ$ -和z-分支）提供大PMFP。计算了周围介质中高导通道的TC系数。分析了导热阻尼的机理.两种竞争趋势在中温（100-300）K产生TC最大值。结果表明，有效热导率随纳米管浓度的增加呈强非线性增长。结果表明，扶手椅型纳米管插入介质或其涂层的聚乙炔分子显着改变径向呼吸声子的结构。

手性分类碳纳米管网络的热导率

Thermal Conductivity of Chirality-Sorted Carbon Nanotube Networks

单壁碳纳米管（SWNTs）的热性能是显着的兴趣，但其依赖于单壁碳纳米管的手性一直是，到现在为止，没有实验探索。在这里，我们使用电加热和红外热成像，同时研究手性排序单壁碳纳米管网络的热和电输运。我们研究了溶液处理90%半导体，90%金属，纯化未分选（66%半导体），和生长HiPco单壁碳纳米管薄膜。这些膜的热导率范围为80至370 W/m/K，但不受手性控制，而是取决于网络的形态（即质量和结密度，准对齐）。测得的热导率的上限范围与最好的金属（Cu和Ag）相当，但质量密度低了一个数量级。这项研究揭示了重要的因素控制的重量轻的手性排序单壁碳纳米管薄膜的热性能，为潜在的热和热电应用。

铜和氮功能化碳纳米管提高的导电性

Improved Electrical Conductivity of Copper and Nitrogen Functionalized Carbon Nanotubes

本研究采用第一性原理计算考察铜、氮掺杂及缺陷对金属型和半导体型碳纳米管电输运的影响，发现N-吡咯氮官能团可使半导体型CNT导电性较仅掺铜提高约30倍，且预测与实验吻合。

硼酸盐各向异性导热系数的分子动力学模拟

Molecular Dynamics Simulations for Anisotropic Thermal Conductivity of Borophene

本文采用Muller-Plathe方法对硼纳米管和硼纳米管的导热系数进行了分子动力学模拟。研究了扶手椅型和锯齿型硼杂环戊二烯的热导率，发现硼杂环戊二烯具有较强的各向异性热导率。我们比较了硼纳米管和硼纳米管的结果，发现硼纳米管的热导率与结构有关。