Heat transport in carbon nanotubes: Length dependence of phononic conductivity from the Boltzmann transport equation and molecular dynamics
Notice bibliographique
Résumé
In this paper, we address lattice heat transport in single-walled carbon nanotubes (CNTs) by a quantum mechanical calculation of three-phonon scattering rates in the framework of the Boltzmann transport equation (BTE) and classical molecular dynamics (MD) simulation. Under a consistent choice of an empirical, realistic atomic interaction potential, we compare the tube-length dependence of the lattice thermal conductivity (TC) at room temperature determined from an iterative solution of the BTE and from a nonequilibrium MD (NEMD) approach. Qualitatively similar trends are found in the limit of short tubes, where an extensive regime of ballistic heat transport prevailing in CNTs of lengths $L\ensuremath{\lesssim}1\phantom{\rule{0.28em}{0ex}}\ensuremath{\mu}\mathrm{m}$ is independently confirmed. In the limit of long tubes, the BTE approach suggests a saturation of TC with tube length, whereas direct NEMD simulations of tubes extending up to $L=10\phantom{\rule{0.28em}{0ex}}\ensuremath{\mu}\mathrm{m}$ are demonstrated to be insufficient to settle the question of whether a fully diffusive heat transport regime and an intrinsic value of TC exist for CNTs. Noting that acoustic phonon lifetimes lie at the heart of a saturation of TC with tube length as per the BTE framework, we complement the quantum mechanical prediction of acoustic phonon lifetimes with an analysis of phonon modes in the framework of equilibrium MD. A normal mode analysis with an emphasis on long-wavelength acoustic modes corroborates the BTE prediction that heat transport in CNTs in the long tube limit is governed by the low attenuation rates of longitudinal and twisting phonons.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».