悬浮薄石墨在未被探索厚度区间内的晶界限制热输运
介观与纳米尺度物理
2025-09-16 v4
摘要
我们使用四探针3-omega方法，对厚度为234–527 nm的悬浮薄石墨带进行了系统的热导率测量。与近期关于微米厚石墨中声子流体动力学和极高热导率的报道（Science, 2020）不同，我们在此中间厚度区间观察到显著更低的热导率，且未发现集体声子流动的迹象。相反，我们测得的热导率介于少层石墨烯与块体石墨之间。这些结果与基于第一性原理的Peierls-Boltzmann输运模型及空间分辨蒙特卡洛采样相符。此外，由于声子-边界与声子-同位素散射的相互作用，峰值热导率对应的温度随厚度增加向低温移动。将晶界散射纳入模拟对于复现实验趋势是必要的。这些发现划定了石墨中弹道、流体动力学和扩散输运区间的边界，并强调了无序和几何结构在准二维材料声子输运中的主导作用，为纳米尺度热管理提供了见解。
引用
@article{arxiv.2306.10704,
title = {Grain boundary-limited thermal transport in suspended thin graphite across an unexplored thickness regime},
author = {Wonjae Jeon and Yu Pei and Xun Li and Lucas Lindsay and Sangyeop Lee and Renkun Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.10704},
year = {2025}
}
备注
26 pages, 4 figures, Accepted for Publication in Nano Letters, 2025