通过相工程调控亚稳硅的热导率与力学性质
材料科学
2025-03-07 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
立方硅在柔性晶体管和红外探测器中的广泛应用因其本征性质而受到极大阻碍。利用极端压力方法制备的亚稳硅相（如 Si-III、IV 和 XII）提供了一个具有多样结构和奇异特性的独特“基因库”，然而对其本征物理性质的探索仍不成熟。本文展示了利用相工程策略来调控亚稳硅的热导率和力学性质。通过拉曼光热法获得的热导率在多种 Si-I、III、XII 和 IV 相中表现出广泛的可调性。纳米压痕技术证实，Si-IV 的硬度和杨氏模量显著大于 Si-III/XII 混合物。此外，研究发现压力诱导的结构缺陷会显著降低硅的热学和力学性质。这项系统性的研究可为设计新型半导体提供可行途径，并进一步推动其在先进纳米器件和机械换能器中的理想应用。
引用
@article{arxiv.2503.02561,
title = {Tunable Thermal Conductivity and Mechanical Properties of Metastable Silicon by Phase Engineering},
author = {Yubing Du and Guoshuai Du and Zhixi Zhu and Jiaohui Yan and Jiayin Li and Tiansong Zhang and Lina Yang and Ke Jin and Yabin Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.02561},
year = {2025}
}
备注
17 pages, 5 figures