非晶合金中的模式局域化与受抑热输运

玻璃通常代表固体热导率的低限，但对非晶材料中晶格热输运的基本理解可提供打破该极限的设计准则。此处我们通过研究非晶硅锗合金（a-Si$_{1-x}$Ge$_x$）在原子浓度从 $x=0$ 到 $x=1$ 的全范围内，利用分子动力学与准谐 Green-Kubo 晶格动力学形式，考察质量无序在非晶中的作用。我们发现 a-Si$_{1-x}$Ge$_x$ 的热导率随 $x$ 的变化呈现比晶态质量无序合金更平滑的 U 形。在低锗浓度下热导率初始下降的主要贡献源于原本扩展的模式的局域化，这些模式按频率计占总体最低的 8%。中频模式的贡献随锗含量增加更平缓地降低，在锗浓度 $x=0.25$ 至 $0.75$ 之间达到宽的最小值热导率。