二维材料的声子热性质

随着石墨烯之外许多新型二维（2-D）材料的出现，探索其在从电子学、光子学、声子学到热管理和储能等基础物理和实际应用中的意义引起了广泛兴趣。在本专题讨论中，我们首先总结并比较了原始二维材料与单层石墨烯的声子性质（如声子色散和弛豫时间），以理解晶体结构和维度对热导率的作用。然后我们比较了声子性质，对比理想二维晶体、真实二维晶体和三维晶体，并综合这些以建立二维材料样品尺寸如何影响其热导率的物理图像。讨论了几何形状（如层数、纳米带宽度）以及缺陷、机械应变和基底相互作用的存在对二维材料热性质的影响。插层影响层状晶体的群速度和声子弛豫时间，从而调节面外和面内方向上的热导率。最后我们讨论了二维材料热输运理论和实验研究中的挑战。二维材料中丰富而特殊的声子物理使其成为探索拓扑声子效应等新奇现象和声子量子器件等应用的理想候选。