非晶碳与氮化硼单层的传热
材料科学
2022-06-01 v2 无序系统与神经网络
摘要
石墨烯与 h-BN 等二维（2D）材料通常展现高热导率，使其在散热与纳米器件中具有丰富应用。另一方面，无序常存在于 2D 材料中。结构无序诱导电子与声子的局域化，并改变电学、力学、热学与磁学性质。本文通过反向非平衡分子动力学模拟，计算了非晶形式的单层碳与单层氮化硼的面内热导率。我们发现单层非晶碳（MAC）与单层非晶氮化硼（ma-BN）的热导率均比其晶态对应物小约两个数量级。此外，由于这些非晶材料中极短的声子平均自由程，其超低的热导率与温度无关。从振动态密度与参与比出发，分析了结构无序与热导率降低之间的关系。ma-BN 在全部频率范围展现强振动局域化，而 MAC 因其 sp2 杂化与破缺的 E2g 对称性在高频率处呈现独特的扩展 G' 模。本结果为 MAC 与 ma-BN 在热管理中的潜在应用铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2110.08487,
title = {Thermal transport of amorphous carbon and boron-nitride monolayers},
author = {Yu-Tian Zhang and Yun-Peng Wang and Yu-Yang Zhang and Shixuan Du and Sokrates T. Pantelides},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.08487},
year = {2022}
}
备注
18 pages, 6 figures and 4 extended figures