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五重孪晶金刚石纳米线中异常高热导率

计算物理 2022-01-13 v3 介观与纳米尺度物理

摘要

五重孪晶(5FTs)发现于近 200 年前,是一种常见的多重孪晶结构,通常会显著劣化纳米材料的热输运性质。本文报道了一种新型五重孪晶金刚石纳米线(5FT-DNWs)中异常的热导率(κ\kappa)。5FT-DNWs 的 κ\kappa 被 5FT 边界缺陷有效增强,并随横截面积(S\textit{S})非单调变化。在临界 S\textit{S} = 7.1 nm2^{2} 以上,5FT-DNWs 呈现恒定的 κ\kappa 值;而在此以下,κ\kappaS\textit{S} 减小而急剧上升。更重要的是,具有最小 S\textit{S} 的 5FT-DNWs 展现出优于块体金刚石的 κ\kappa。通过确认正常过程主导的散射事件,表明声子流体力学行为在横截面积较小的 5FT-DNWs 异常高 κ\kappa 中起决定性作用。在孪晶金刚石纳米线中揭示的超输运声子流体现象,可为寻求高导热纳米材料提供新途径。

关键词

引用

@article{arxiv.2112.13757,
  title  = {Abnormally High Thermal Conductivity in Fivefold Twinned Diamond Nanowires},
  author = {Ting Liang and Ke Xu and Meng Han and Yimin Yao and Zhisen Zhang and Xiaoliang Zeng and Jianbin Xu and Jianyang Wu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2112.13757},
  year   = {2022}
}

备注

39 pages, 15 figures. Keywords: Fivefold twins; Diamond nanowires; Thermal conductivity; Normal scattering event; Phonon hydrodynamics