通过外致声子-电子相互作用调控二维材料热导率
材料科学
2019-09-11 v1
摘要
电子对声子的散射，或称“声子-电子散射”，已被认为是高电子浓度材料（如热电材料和纳米电子学）中声子的重要散射通道，即便在室温下亦是如此。尽管此前对各类三维（3D）块体材料中的声子-电子散射已有大量研究，其对二维（2D）材料声子输运及由此带来的传热性质的影响尚不清楚。本工作中，我们应用第一性原理方法计算两种代表性二维材料硅烯和黑磷烯中的声子-电子散射率，并考察通过静电门控外致声子-电子散射调控这些材料热导率的潜力。我们还建立解析模型以解释二维中维度降低及电子与声子色散差异对声子-电子散射过程的影响。我们发现，在硅烯中通过诱导 量级的载流子浓度（实验上可实现）可实现晶格热导率超过 40% 的降低。我们的研究不仅为二维材料声子输运提供了新基础认识，也为寻找具有强声子-电子散射、可用于潜在热开关应用的二维材料提供了实用指导。
引用
@article{arxiv.1904.11011,
title = {Controlling Thermal Conductivity of Two-dimensional Materials via Externally Induced Phonon-Electron Interaction},
author = {Sheng-Ying Yue and Runqing Yang and Bolin Liao},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.11011},
year = {2019}
}
备注
21 pages, 6 figures