BeO 单层中高抗拉强度与热导率：第一性原理研究
材料科学
2021-06-08 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
在最新实验进展中，类石墨烯绝缘 BeO 单层通过分子束外延在银表面成功生长（ACS Nano 15(2021), 2497）。受此成就启发，本工作中我们基于第一性原理模拟探究类石墨烯 BeO、MgO 和 CaO 单层的电子、力学性质与热导率。所考虑的纳米片显示出良好的热稳定性与动力学稳定性。BeO 单层显示出极高的弹性模量 408 GPa 与抗拉强度 53.3 GPa。使用 HSE06 泛函预测 BeO、MgO 和 CaO 单层的电子带隙分别为 6.72、4.79 和 3.80 eV。基于玻尔兹曼输运方程的迭代求解，预测 BeO、MgO 和 CaO 单层在室温下的晶格热导率分别为 385、64 和 15 W/mK。我们的结果表明，随着金属原子重量的增加，电子带隙、力学强度与热导率均显著下降。本工作凸显了绝缘 BeO 纳米片极高的热导率、载流子迁移率与力学强度，并建议将其作为设计具有高导热性的强绝缘组件的候选材料。
引用
@article{arxiv.2106.03416,
title = {High tensile strength and thermal conductivity in BeO monolayer: A first-principles study},
author = {Bohayra Mortazavi and Fazel Shojaei and Timon Rabczuk and Xiaoying Zhuang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.03416},
year = {2021}
}