超弹性螺旋位错石墨的异常应变热导率

设计具有良好应变稳定性，甚至应变增强的热传导材料，对于高性能电子器件的稳定运行至关重要。然而，大多数纳米材料都会因应变引起性能衰减，即便是轻微的拉伸应变也会显著降低热导率。本文展示，螺旋位错石墨（SDGs）——最近被识别为拓扑半金属体——在拉伸和压缩应变下表现出异常性的横向热导率增加，基于高精度机器学习势能驱动的非平衡分子动力学模拟得出。值得注意的是，在沿位错轴拉伸至 80% 的应变下，SDGs 的热导率提升超过 100%，这是由于应变导致位错界面倾角增加，从而延长了有效的热传递路径。其热导率远高于多层石墨烯一个数量级。我们进一步推导解析模型，将热导率与位错数目和应变关联，为设计可调应变螺旋位错结构提供了预测框架。这些发现凸显了 SDGs 作为具有可调热性能的高性能电子器件和可穿戴器件的有前景的平台。