材料的熱導(dǎo)率是衡量材料傳熱能力的參數(shù),，也是決定材料功能的關(guān)鍵點(diǎn)之一,。在現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用中，晶格熱導(dǎo)率在晶體管,、光伏器件和熱電器件等領(lǐng)域中起著關(guān)鍵作用,。比如,，設(shè)計(jì)高效散熱裝置時(shí)需要高熱導(dǎo)率材料，而為了最大化熱電轉(zhuǎn)化效率則需要較低的晶格熱導(dǎo)率的材料,。因此,，發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用具有極低和極高熱導(dǎo)率的材料至關(guān)重要。
近期,，煙臺(tái)大學(xué)物理與電子信息學(xué)院的材料模擬與設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合清華大學(xué)在反螢石結(jié)構(gòu)體系的熱輸運(yùn)研究中取得了重要進(jìn)展,。他們采用第一性原理計(jì)算結(jié)合自洽聲子理論,、壓縮感知晶格動(dòng)力學(xué)和玻爾茲曼傳輸方程的先進(jìn)方案,，研究了16種反螢石結(jié)構(gòu)材料的晶格動(dòng)力學(xué)和聲子輸運(yùn)機(jī)制，通過分析聲子頻率的四階非諧重整化和四聲子散射,，詳細(xì)探討了這些材料的晶格熱導(dǎo)率,，揭示了四階非諧性對(duì)熱輸運(yùn)性質(zhì)的顯著影響。結(jié)果表明，這些體系的晶格熱導(dǎo)率和四聲子散射之間存在近似線性的關(guān)系,，說明熱導(dǎo)率較低的結(jié)構(gòu)具有更強(qiáng)的四聲子散射,。這些結(jié)果為設(shè)計(jì)新型散射器件、光伏器件,、熱電器件等提供了可靠理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo),。
16種反螢石結(jié)構(gòu)的晶格熱導(dǎo)率
研究成果以“Influence of quartic anharmonicity on lattice dynamics and thermal transport properties of 16 antifluorite structures”為題發(fā)表在美國(guó)物理學(xué)會(huì)經(jīng)典期刊《Physical Review B》上，該期刊是自然指數(shù)（NatureIndex）收錄的82種期刊之一,。我校2022級(jí)碩士研究生原興竹是論文第一作者,，趙銀昌和戴振宏教授是通訊作者，煙臺(tái)大學(xué)為第一單位,。該工作受到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和山東省自然科學(xué)基金重大基礎(chǔ)研究項(xiàng)目的資助,。
文章信息：
文章作者：Xingzhu Yuan（原興竹）, Yinchang Zhao（趙銀昌）, Yuming Sun（孫玉明）, Jun Ni（倪軍）, and Zhenhong Dai（戴振宏）
文章題目：Influence of quartic anharmonicity on lattice dynamics and thermal transport properties of 16 antifluorite structures
文章DOI：10.1103/PhysRevB.110.014304
鏈接：https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevB.110.014304
來(lái)稿時(shí)間：7月12日 審核：劉希斌 責(zé)任編輯：安興爽
