通过旋转（无）序调控范德瓦耳斯结构中的晶格热导率
材料科学
2024-03-22 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
最近研究表明，具有不规则层间旋转的 MoS2 可实现晶格热导率（LTC）的极端各向异性，例如这在集成电路废热管理中具有应用价值。在此，我们通过基于机器学习势的原子尺度模拟表明，该原理可推广至其他二维材料，包括 C 和 BN。在所有三种材料中，引入旋转无序将使面外 LTC 降至玻璃极限，而面内 LTC 相较于理想块体材料几乎保持不变。我们证明，超低面外 LTC 与其面外方向横声学模的塌缩有关。此外，我们发现代表旋转有序的周期莫尔结构中的扭转角，为调控面外 LTC 提供了一种有效手段，且对所考察的所有化学组成均适用。根据材料不同，最小面外 LTC 出现在 1 至 4 度之间的角度，其中 MoS2 的效应最为显著。角度依赖性与该材料中堆垛无序的程度相关，而堆垛无序程度又与滑移面相关。这为预测 LTC 预期达到最小的优化条件提供了一个简单的描述符。
引用
@article{arxiv.2304.06978,
title = {Tuning the lattice thermal conductivity in van-der-Waals structures through rotational (dis)ordering},
author = {Fredrik Eriksson and Erik Fransson and Christopher Linderälv and Zheyong Fan and Paul Erhart},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.06978},
year = {2024}
}
备注
10 pages, 6 figures