前沿透视：Nano Letters - 通过嵌入金属原子铝达成硼烯平面内热导率三倍提升

来源：今日新材料

由于拥有可与石墨烯媲美的键强和更轻的原子质量，硼烯（borophene）在声子弹道输运尺寸下弹道热导远超石墨烯。如何有效地调控并提高硼烯的热导率，是硼烯研究中的一个关键问题。

近日，重庆邮电大学理学院的李登峰教授课题组和新加坡高性能计算研究院张刚教授课题组合作，基于第一性原理和声子玻尔兹曼输运理论的方法，对比研究了δ4硼烯与嵌入Al原子的双层δ4硼烯（AlB6）的声子扩散输运性质。有趣的是，加入质量更重的Al原子非但没有降低体系的热导率反而使AlB6在扶手椅方向的热导率在室温下达到δ4硼烯的三倍（160.2W/mK）。相比于δ4硼烯中的声学支与光学支的明显交叉缠绕，AlB6受较重的Al原子的影响声学支与光学支的交叠减少，这有效地降低了声子散射相空间最终提升了声子弛豫时间。团队通过第一性原理和声子玻尔兹曼输运理论的方法，研究了δ4硼烯与AlB6的声子扩散输运性质。发现了，在室温下AlB6在扶手椅方向热导率可达δ4硼烯的三倍。AlB6中由原子嵌入导致的声子非谐性减弱为人们调控二维材料热传导性质开创了新的途径。

文献链接：
Three-Fold Enhancement of In-Plane Thermal Conductivity of Borophene through Metallic Atom Intercalation, Nano Letters, 2020.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.0c03135

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