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基于第一性原理的单层WS_(2)热输运特性研究
1
作者
关斌
刘远超
+4 位作者
张厚梁
钟建斌
邵钶
蒋旭浩
徐一帆
《人工晶体学报》
CAS
北大核心
2023年第2期289-297,共9页
二维WS_(2)是一种层状过渡金属硫化物,因其具有特殊的层状结构、可调带隙及稳定的物理化学性质而备受关注。结合玻尔兹曼输运方程(BTE)和密度泛函理论(DFT),利用第一性原理研究了单层WS_(2)声子的输运特性,分析了声子的谐性效应和非谐...
二维WS_(2)是一种层状过渡金属硫化物,因其具有特殊的层状结构、可调带隙及稳定的物理化学性质而备受关注。结合玻尔兹曼输运方程(BTE)和密度泛函理论(DFT),利用第一性原理研究了单层WS_(2)声子的输运特性,分析了声子的谐性效应和非谐性效应对WS_(2)晶格热导率的影响机理,计算了其声子的临界平均自由程,提出通过调整阻断频率的方法来调控WS_(2)的晶格热导率。研究结果表明:单层WS_(2)在300 K时的本征晶格热导率为149.12 W/(m·K),且随温度的升高而降低;从各声子支对总热导率的贡献来看,声学声子支起主要作用,特别是纵向声学(longitudinal acoustic, LA)声子支对单层WS_(2)热导率的贡献百分比最大(44.28%);单层WS_(2)声学声子支和光学声子支之间的较大带隙(声光学声子支之间无散射)导致其具有较高的晶格热导率。本文研究可为基于单层WS_(2)纳米电子器件的设计和改进提供借鉴和理论指导。
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关键词
WS_(2)
层状过渡金属硫化物
声子
热输运特性
第一性原理
谐性效应
晶格热导率
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职称材料
题名
基于第一性原理的单层WS_(2)热输运特性研究
1
作者
关斌
刘远超
张厚梁
钟建斌
邵钶
蒋旭浩
徐一帆
机构
北京石油化工学院机械工程学院
出处
《人工晶体学报》
CAS
北大核心
2023年第2期289-297,共9页
基金
国家自然科学基金(51106012)。
文摘
二维WS_(2)是一种层状过渡金属硫化物,因其具有特殊的层状结构、可调带隙及稳定的物理化学性质而备受关注。结合玻尔兹曼输运方程(BTE)和密度泛函理论(DFT),利用第一性原理研究了单层WS_(2)声子的输运特性,分析了声子的谐性效应和非谐性效应对WS_(2)晶格热导率的影响机理,计算了其声子的临界平均自由程,提出通过调整阻断频率的方法来调控WS_(2)的晶格热导率。研究结果表明:单层WS_(2)在300 K时的本征晶格热导率为149.12 W/(m·K),且随温度的升高而降低;从各声子支对总热导率的贡献来看,声学声子支起主要作用,特别是纵向声学(longitudinal acoustic, LA)声子支对单层WS_(2)热导率的贡献百分比最大(44.28%);单层WS_(2)声学声子支和光学声子支之间的较大带隙(声光学声子支之间无散射)导致其具有较高的晶格热导率。本文研究可为基于单层WS_(2)纳米电子器件的设计和改进提供借鉴和理论指导。
关键词
WS_(2)
层状过渡金属硫化物
声子
热输运特性
第一性原理
谐性效应
晶格热导率
Keywords
WS_(2)
layered transition metal sulfide
phonon
thermal transport property
first-principle
harmonic effect
lattice thermal conductivity
分类号
TB34 [一般工业技术—材料科学与工程]
O469 [理学—凝聚态物理]
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题名
作者
出处
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1
基于第一性原理的单层WS_(2)热输运特性研究
关斌
刘远超
张厚梁
钟建斌
邵钶
蒋旭浩
徐一帆
《人工晶体学报》
CAS
北大核心
2023
0
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