单层 C3N 声子热输运的第一性原理研究：与石墨烯的比较
计算物理
2017-09-27 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
最近，一种新型类石墨烯、无孔洞的二维单层氮化碳 C3N 已通过 2,3-二氨基吩嗪的聚合反应制备出来，并用于制造开关电流比达到（Adv. Mater. 2017, 1605625）的场效应晶体管器件。散热在其实际应用中起着至关重要的作用，因此迫切需要探索其热输运性质。在本文中，我们采用第一性原理计算结合声子 Boltzmann 输运方程研究了单层 C3N 的声子热输运性质，同时与石墨烯进行了比较。我们计算出 C3N 在室温下的本征晶格热导率为 380 W/mK，比石墨烯（300 K 时为 3550 W/mK）低一个数量级，但远高于许多其他典型的二维材料。我们深入讨论并比较了控制热输运的潜在机制，包括群速度、声子弛豫时间、声子分支的贡献、声子非谐性以及尺寸效应。从本研究中理解的基础物理学可能为这种新制备的二维晶体 C3N 薄膜的进一步研究提供启示。
引用
@article{arxiv.1709.08821,
title = {First-principles study of phononic thermal transport in monolayer C3N: a comparison with graphene},
author = {Yan Gao and Haifeng Wang and Maozhu Sun and Yingchun Ding and Lichun Zhang and Qingfang Li and Jidong Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1709.08821},
year = {2017}
}