六方 BC6N 中的超高导热率——一种用于纳米尺度热管理的高效材料——一项第一性原理研究
材料科学
2021-07-12 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
设计高导热材料对于微纳电子学中高效散热具有基础意义。利用第一性原理计算，我们报道六方纯（天然）BC6N(h-BC6N) 的超高导热率 2090 Wm-1K-1（1395 Wm-1K-1）。该值在金刚石和立方砷化硼之后属于已知最高导热率之列。此超高晶格热导率 (k) 主要归因于由强 C-C 和 B-N 键以及硼 (B)、碳 (C)、氮 (N) 等组元轻原子质量产生的声学与光学声子高群速度。我们还通过引入边界散射报道了 h-BC6N 纳米结构的尺寸依赖热导率。在室温 (300 K) 和纳米尺度长度 (L) 100 nm 下，观测到 175 Wm-1K-1 的高 k 值（高于硅的体 k 值）。具有大群速度的光学声子是 h-BC6N 纳米结构中此高热导率的主要原因。h-BC6N 的高热导率使其成为微纳热管理应用中散热的候选材料。
引用
@article{arxiv.2107.04079,
title = {Ultrahigh thermal conductivity in hexagonal BC6N- An efficient material for nanoscale thermal management- A first principles study},
author = {Rajmohan Muthaiah and Jivtesh Garg},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.04079},
year = {2021}
}
备注
10 pages, 7 figures