键网络熵支配配位无序固体中的热输运

理解固体的振动和热性质如何受原子结构无序的影响具有基础科学意义，并且对于设计下一代能源技术材料至关重要。虽然多项研究表明结构无序强烈影响热导率，但支配无序-电导率关系的基本物理机制仍然难以捉摸。在这里，我们表明网络固体中由无序引起的数量级电导率变化可以通过键网络熵来预测，这是一种量化原子键网络拓扑异质性的原子结构描述符。我们采用热输运的Wigner公式来证明键网络熵与可观测物理量（如振动态密度（VDOS）的平滑度和宏观电导率）之间存在关系。我们还表明，VDOS的平滑化编码了由无序引起的热阻信息，并且可以直接与基于半经典Peierls-Boltzmann方程的声子-无序散射现象学模型相关联。我们的发现合理化了无序碳同素异形体的电导率变化，这些同素异形体范围从纳米多孔电极到用作核反应堆慢化剂的缺陷石墨。