一种具有 Ga2O3(100) 固有低热导率的新型二维材料：第一性原理研究,Physical Chemistry Chemical Physics

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一种具有 Ga2O3(100) 固有低热导率的新型二维材料：第一性原理研究
Physical Chemistry Chemical Physics ( IF 2.9 ) Pub Date : 2022-01-22 , DOI: 10.1039/d1cp05413a
Wenya Zhai ₁ , Lanwei Li ₁ , Mengmeng Zhao ₁ , Qiuyuan Hu ₂ , Jingyu Li ₁ , Gui Yang ₃ , Yuli Yan ₁ , Chi Zhang ₄ , Peng-Fei Liu _{5,

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发现低导热率的新型半导体材料对于促进热能转换和管理具有至关重要的意义。在此，使用密度泛函理论提出了新的能量稳定的二维 Ga ₂ O ₃ (100) 的晶格动力学和热传输机制。结果表明，2D Ga ₂ O _{3 (100) 在 300 K 时具有 ∼0.71 W mK}^-1的极低晶格热导率。我们发现 2D Ga ₂ O ₃(100) 具有降低晶格热导率的两个内在特征： (1) 存在散布的扭曲四面体和五面体配位几何结构，提高了系统的声子非谐性；(2) 与块体 β-Ga ₂ O _{3相比，减小的维度通过在二维 Ga}₂ O ₃ (100)中引入界面散射来抑制传热。此外，强的 Ga-O 共价键导致低声速、高声子-声子散射率，从而导致低晶格热导率。我们的发现非常引人注目，因为可以在简单的二维氧化物中实现超低导热率，这为热管理领域的进一步应用提供了可替代的材料。

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更新日期：2022-01-22

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