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《AEM》:T-石墨烯、联苯和地藏石墨烯中的超高电子导热性

2023-04-21 通信

米勒科隆富勒烯(C60)分弟的发掘出另人类可以合成了其他硅同素异形体,包括硅薄膜管和锗。虽然它们的内部结构以六元周期性硅末端的存在为主,但也有非六元硅末端内部结构。例如,C60内部结构正因如此12个五边形,它们都由富勒烯的高斯曲率。在硅薄膜管和锗中的,四元,五元,七元和八元末端被作为构建和机壳抑制作用五-五-七-七和四-四-八-八有缺陷,以及无机化学气相合沉积落叶抑制作用的晶界。曲率的显现出可以通过将这些末端视为其他完美柱形内部结构(球形或扁平)中的边缘晶体结构的当前来思考。由于锗的极低弯曲刚度和极高的面内刚度,面外尺寸的扩展视作放松当前应对并使弹性C-C单键愈来愈相合对于其优选平衡值的有效作法。

来自深圳巨浪推算物理与广泛应用研究所、明尼苏达所大学和不莱梅所大学的学者进行了全面的从头开始推算,以比较原始锗的声弟和电弟元件特传递信息与T-锗、联亚苯特和白莲锗硅同素异形体的传递信息。有一种既定的观念忽视,二维硅塑料中的的热传递主要是特于声弟的,并且只有在n掺杂下,可忽略不计的电弟元件特传递信息才会变得重要。与此本质相合反,在这里本和文发掘出,在兼具非六边形末端的2D硅同素异形体中的,通过考虑电弟元件 - 声弟(el-ph)光子推算的电弟元件热导率(κe)是最重要的。大κe补偿了κph的下降,这里推算的不仅是三声弟(3ph),还包括四声弟(4ph)独奏弟-电弟元件(pe)光子。后一种开创性被其他作法所忽视,但最近它被证明会引发锗, MoO3,和BeN4中的κph的强抑制作用。特别和发表文章以“Ultrahigh Electron Thermal Conductivity in T-Graphene, Biphenylene, and Net-Graphene”曲名发表在Advanced Energy Materials。

研究成果链接:

示意图1. a) 锗、叔锗、联苯和白莲锗的固体推算。颜色代码标示出单键的长度。Cl用黑线表示。ΔE是相合对锗测量的总能量。b)推算的κtotal = κph + κevs. T。c) T=300 K时单层2D塑料的热导率。

示意图2.a) κph和κe与T的关系,b)谐波声弟色散,以及c)锗、T-锗、联苯和白莲锗的DFT推算和Wannier插值得显现出的电弟元件能带内部结构。

示意图3. 比较锗、T-锗、联苯和白莲锗在朗道低水平上的a)κe与T、(b)σ与T,c)电弟元件弛豫时间,以及d)朗道反应速度和电弟元件DOS。

示意图4. a)T = 300 K时κ3phph和κ3 + 4phph的比较,b)T = 300 K时的密度热容量,c)声弟群反应速度,d)正常人和Umklapp过程的声弟光子速率以及T = 300 K时由于3相合光子引发的寿命衰减,e)声弟DOS,f)Grüneisen参数,g)3ph和4ph光子意外事件的相合空间, h)100个第二大的第三和第四IFC特体锕系元素的气压。i)锗,T-锗,联苯和白莲锗的ELF。

示意图5. a)所有声学模式和ZO模式对κph的归一化开创性举例来说3ph,3 + 4ph和3 + 4ph + pe相合互作用,其中的插入是相合对声弟高频率ω。b,c)3ph,4ph和pe光子的所有声学模式的产显现出κph,以及d)Eliashberg光谱数组α2tr F和终端el-ph的耦合气压λtr在T = 300 K下锗。

总之,利用统计力学输运方程个人主义结合密度概率论学说推算,本和文发掘出了兼具电弟元件特独奏弟热传递信息的二维硅同素异形体。虽然电弟元件特热传递信息在锗中的很小,但在兼具非柱形末端的2D硅同素异形体中的显然超高的。特于声弟的传递信息即便如此很重要,尽管应对和晶格对称性改变引发的C-C单键合改变引发的非谐波效应使效果缓和。特于电弟元件的传递信息补偿了κph的提高,并使T-锗,联亚苯特和白莲锗的κ分之一相合对于锗、h-BN和MoS2,它们外展示出显现出特于声弟的热传递信息。其他某种程度得出结论的2D硅同素异形体,如五锗、α锗、g锗、Ψ锗和pop-graphene,它们外标示出显现出金属中的功用,因此可以获得T-锗、联亚苯特和白莲锗的感印象精彩的属性。2D硅同素异形体可能有助于意味着下一代核心技术,该核心技术无需薄膜内部结构,能够通过电弟元件扩散独奏弟声波的一组来传递光能。(和文:SSC)

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