硅烯双层中层间相互作用与声子热输运的建模

我们基于第一性原理（ab-initio）计算推导出一种精确的层间成对势，并在平衡分子动力学模拟框架下研究了硅烯双层的传热性质。研究发现电子性质对温度敏感，在 $\Gamma$$\rightarrow$M 方向上打开了带隙。计算所得双层硅烯的声子热导率出人意料地高于单层硅烯，这与其他二维材料（如石墨烯和 hBN 双层）所报道的趋势相反。双层硅烯这种反直觉行为归因于层间相互作用效应和固有的翘曲结构，导致 LA$_1$/LA$_2$ 声子模式具有更高的群速度。由于热流自相关函数的特征时间尺度与温度之间存在强关联（$\tau\sim T^{-0.75}$），单层与双层硅烯的热导率均随温度以 $\kappa\sim T^{-0.9}$ 的关系下降。通过分析温度引起的声学群速度变化，进一步确立了硅烯双层中声子热输运的潜在机制。