Native defect association in beta-Ga2O3 enables room-temperature p-type conductivity
本研究通过MOCVD制备p型β-Ga2O3薄膜，揭示氧-镓本征受主缺陷复合体的作用，并利用Zn掺杂将导电性提升三个数量级，实现稳定的室温空穴导电。
2023-06-01 cond-mat.mtrl-sci
Divergence of the Thermal Conductivity in Uniaxially Strained Graphene
通过平衡态分子动力学模拟研究了应变和同位素无序对悬浮石墨烯热输运的影响。我们表明，非应变石墨烯的热导率，计算从平衡时的热流波动是有限的，并在有限的温度下收敛与大小。相比之下，应变石墨烯的热导率随模型的尺寸几何发散，当应变超过相对较大的阈值2%时。声子人口和寿命的分析解释了分歧的热导率的结果，在占领的低频面外声子的变化，并增加其寿命，由于应变。
2013-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain driven conducting domain walls in a Mott insulator
可重写纳米电子学为基础研究和技术应用提供了新的视角和潜力。这种兴趣已经推动了研究的重点到导电畴壁：伪二维导电通道，可以创建，定位，并删除原位。然而，导电畴壁的研究在很大程度上限于宽禁带铁电体，其中导电性通常来自于载流子密度的变化，这是由于极性不连续处的屏蔽电荷积累。这项工作表明，在窄间隙相关的绝缘体与强电荷晶格耦合，局部应变梯度可以驱动增强的电导率在畴壁，消除极性不连续性作为导电性的标准。通过结合不同的扫描探针显微镜技术，我们表明，在GaV 4S 8的畴壁电导率不遵循建立的屏蔽电荷模型，而是产生于跨Jahn-Teller转变和跨畴壁的相关应变梯度的大表面重构。如果主体的电子结构易受局部应变梯度的影响，则该机制可以使任何结构的或甚至磁性的畴壁导电，从而极大地扩展了可适用于基于畴壁的纳米电子学的材料和现象的范围。
2022-04-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
High thermal conductivity of bulk epoxy resin by bottom-up parallel-linking and strain: a molecular dynamics study
非晶态环氧树脂的超低热导率（~0.3 Wm-1 K-1）显著限制了其在电子领域的应用。传统的自上而下的方法如静电纺丝通常能使线型聚合物形成取向结构，从而使导热性能得到满意的提高，但对于由单体和固化剂聚合而成的环氧树脂，由于交联网络结构完全不同，这种方法就显得不足了。在此，我们提出了一种自下而上的策略，即平行连接法，以提高本体环氧树脂的固有热导率。通过平衡态分子动力学模拟，我们报道了平行连接的环氧树脂（PLER）的高导热系数值为0.80 Wm-1 K-1，是无定形结构的两倍多。此外，通过沿链内方向施加单轴拉伸应变，获得了热导率的进一步增强，达到6.45 Wm-1 K-1。有趣的是，我们还观察到链间热导率随着应变的增加而降低。还研究了环氧树脂的单链，并且令人惊讶的是，通过拉伸应变，其热导率提高了30倍，高达33.8 Wm-1 K-1。本研究为高导热环氧树脂的设计和制备提供了新的思路。
2018-01-13 cond-mat.mtrl-sci
Enhancing electrical conductivity of room temperature deposited Sn-doped In$_2$O$_3$ thin films by hematite seed layers
赤铁矿Fe $_2$ O $_3$种子层被证明构成了一条路径，通过室温磁控溅射制备高导电性的透明掺锡氧化铟（ITO）薄膜。观察到高达$σ= 3300\,{\rm S/cm}$的电导率。改进的导电性不限于界面，但与增强的结晶的膜，这在菱面体相进行。
2019-07-05 cond-mat.mtrl-sci
Microstructural control and tuning of thermal conductivity in La0.67Ca0.33MnO3+/-δ
锰氧化物是目前作为室温磁制冷剂试验的少数材料家族之一。在这里，我们研究的热导率，K，作为密度，晶粒尺寸和银浸渍在室温附近的函数的La0.67Ca0.33MnO3+/-δ的依赖性。我们使用一个简单的有效介质模型来提取相关的数据趋势，并证明银浸渍的热导率增加了三倍。
2012-11-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effect of lattice volume and strain on the conductivity of BaCeY-oxide ceramic proton conductors
采用原位电化学阻抗谱研究了在1.25 GPa的静水压力下，晶格体积和应变对钇掺杂铈酸钡质子导体质子电导率的影响。从0.62 eV到0.73 eV的体积电导率的活化能的增加，发现在一个单位晶胞体积的变化为0.7%，确认先前提出的晶格体积和质子扩散率之间的相关性的压力增加。在陶瓷质子导体的未来发展中值得尝试的一个策略可能是扩展晶格并潜在地降低拉伸应变下的活化能。
2012-06-27 cond-mat.mtrl-sci
Room Temperature Dy Spin-Flop Switching in Strained DyFeO3 Thin Films
本文研究了外延应变对DyFeO3薄膜磁性的影响，发现压缩应变显著提高自旋转变温度，并在室温下以约0.06 T磁场实现Dy自旋翻转切换，揭示了应变调控稀土-铁交换相互作用的机制。
2025-02-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain-mediated high conductivity in ultrathin antiferromagnetic metallic nitrides
应变工程提供了控制外延膜中的基态和相关相变的能力。然而，由于难以制备化学计量和高质量的薄膜，系统地研究过渡金属氮化物的本征特性及其应变依赖性仍然具有挑战性。在这里，我们报告的电子状态转变的观察高度结晶反铁磁CrN薄膜的应变和减少的维度。将膜厚度收缩到约30个晶胞的临界值，在CrN膜中观察到伴随着意想不到的体积膨胀的深刻的电导率降低。当CrN层薄至单个晶胞厚度时，令人惊讶地观察到导电性，这远低于大多数金属膜的临界厚度。我们发现，金属性的一个cnCrN膜恢复从绝缘行为后，通过制造的第一个独立的氮化物膜去除生长的应变。第一性原理计算和线性二向色性测量都表明，应变介导的轨道分裂有效地定制了费米能级处相对较小的带隙，导致了CrN的奇异相变。通过对竞争相进行应变控制来获得高导电性氮化物薄膜的能力可用于利用它们的特殊特性。
2020-10-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.app-ph
Near-Room Temperature Ferromagnetic Insulating State in Highly Distorted LaCoO2.5 with CoO5 Square Pyramids
氧空位的专门控制是复杂氧化物薄膜功能化的重要途径。众所周知，拉伸应变显著降低氧空位形成能，而压缩应变起次要作用。因此，通过从压缩应变膜提取氧来进行原子重构是具有挑战性的。在这里，我们报告了一个意想不到的LaCoO2.5相，通过在真空中退火的压缩应变LaCoO 3与一个类似于玻璃的氧空位有序。的协同倾斜和变形的CoO 5四方锥与大的La和Co的位移量化使用扫描透射电子显微镜。CoO 5方锥体的面内大膨胀削弱了晶场分裂，促进了Co2+的有序高自旋态，其产生居里温度为~284 K和饱和磁化强度为~0.25 μB/Co的绝缘铁磁态。这些结果表明，从压缩-应变氧化物提供了产生意想不到的晶体结构和新颖功能的机会。
2021-03-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Giant Thermal Conductivity Enhancement in Multilayer MoS2 under Highly Compressive Strain
多层MoS2具有沿面内和跨面方向的高度各向异性的热导率，这可能阻碍电子器件中的散热。在金刚石对顶砧单元中，通过静水压力产生约9%的跨平面压缩应变，我们观察到多层MoS2的跨平面热导率增加约12倍。我们的实验和理论研究表明，这种剧烈的变化来自于大大加强的层间相互作用和严重修改的声子色散沿跨平面方向，与电子热导率的贡献可以忽略不计，尽管它的增强4个数量级。多层MoS2在周围环境中的各向异性热导率在高压缩应变下变得几乎各向同性，有效地从2D向3D散热过渡。这种应变调谐方法也使得结构、热和电性能的并行调谐成为可能，并且可以扩展到整个2D范德华固体家族，直到两层系统。
2017-08-13 cond-mat.mtrl-sci
Reversible Modulation of Thermal Conductivity in GaN through Strain-Field Screening around Dislocations
University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；Mines Saint-Étienne（圣艾蒂安国立高等矿业学院）
研究通过应变调控GaN中位错集合，实现热导率的可逆增强，揭示了应变对晶格热导率的调控机制。
2026-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Orientation-related twinning and dislocation glide in a Cantor High Entropy Alloy at room and cryogenic temperature studied by in situ TEM straining
原位应变实验进行了TEM等摩尔CoCrFeMnNi（康托）高熵合金在室温和低温。在这两种情况下，完全和部分脱位活动记录。孪晶直接跟随着部分位错剪切的发展，而部分位错剪切有不同的起源（完全位错分裂，锚定）。结果表明，虽然孪生是更频繁地观察到在液氮温度下，其患病率主要取决于晶体取向。因此，孪晶和完全位错塑性很可能在随机取向的多晶体中共同发生，即使在变形的早期阶段。
2021-08-23 cond-mat.mtrl-sci
Strain effects on the ionic conductivity of Y-doped ceria: A simulation study
在本文中，我们报告了一个计算研究的影响，应变的Y掺杂氧化铈（YDC）的导电性。选择这种材料是因为它在固体氧化物燃料电池（SOFC）领域具有技术意义。模拟是在实际操作温度和应变（ε）水平下进行的。对于块体和薄膜YDC，结果表明，拉伸应变导致电导率分别提高了3.5倍和1.44倍。这些增强的幅度与最近的实验和计算证据一致。此外，本文提出的方法使我们能够识别增强的离子电导率在YDC板的表面区域和其各向异性的字符。
2013-04-23 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
Strain-Induced Relaxor Multiferroicity at Room Temperature in Hexaferrite BaFe12O19 Thin Films
Cornell University（康奈尔大学）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Leibniz-Institut für Kristallzüchtung（莱布尼兹晶体生长研究所）；Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）；University of Tennessee（田纳西大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；University of North Texas（北德克萨斯大学）；University of Southern California（南加州大学）；Kavli Institute at Cornell for Nanoscale Science（康奈尔纳米科学卡弗里研究所）
本研究通过外延应变在BaFe12O19薄膜中实现室温极性有序，结合实验与模拟证实其成为弛豫多铁体，为设计室温多铁材料提供新路径。
2026-09-21 cond-mat.mtrl-sci
Symmetry-breaking strain drives significant reduction in lattice thermal conductivity: A case study of boron arsenide
本文通过第一性原理计算发现单轴拉伸应变通过解除声子简并和软化声子谱显著增加三声子与四声子散射，使砷化硼晶格热导率在室温下降低近80%，为通过调控晶体对称性操纵热输运提供了新途径。
2025-07-19 cond-mat.mtrl-sci
Strain Induced Relaxor-type Ferroelectricity Near Room Temperature in Delafossite CuCrO2
采用固相反应法合成了CuCrO2多晶样品。对这些样品进行了温度相关的介电测量、同步辐射X射线衍射（SXRD）、热释电电流和拉曼光谱测量。在CuCrO_2（铜铁矿家族的一员）体系中，在室温附近存在弛豫型铁电性的证据已经被提出。介电常数和频率色散的宽的最大值的存在表明在室温附近的CuCrO2的弛豫型铁电性。仔细分析温度相关的SXRD数据和拉曼光谱数据表明，扭曲的CrO6八面体，是引起应变的样品。由于这种应变，极性区域在非极性基质中形成，这在样品中产生弛豫型铁电性。CrO6八面体的规则化和拉曼光谱中无序诱导峰在高温下的消失可能是在该样品中观察到的介电异常背后的原因。目前的研究表明，在室温附近的弛豫型铁电性是CuCrO2系统的固有特性，使其成为一个迷人的材料进行进一步探索。
2020-01-16 cond-mat.mtrl-sci
Ultralow lattice thermal conductivity and high thermoelectric performance near room temperature of Janus monolayer HfSSe
二维过渡金属双硫族化合物（TMDCs）由于具有良好的带隙可调性、低维性以及电导率和晶格热导率的良好结合，近年来在高温下显示出巨大的潜力。利用密度泛函理论和Boltzmann输运方程，对二维单层HfS 2，HfSe 2及其Janus单层HfSSe的电子和热电性能进行了第一性原理计算.热力学稳定性的所有三种结构已被证实从声子色散曲线。计算了300 K、400 K和500 K下的热电参数，如塞贝克系数、功率因数和电导率。室温下的晶格热导率已被发现在单层HfS 2，HfSe 2和HfSSe Janus单层相比，非常流行的TMDC，如MoS 2和WS 2非常低。由于HfSSe具有很低的群速度和很短的声子寿命，在室温下，Janus单层HfSSe的晶格热导率为0.36W/mK，低于单层HfS 2和HfSe 2的晶格热导率。在Janus单层HfSSe中的这种超低晶格热导率导致在室温下接近1的值的非常高的热电品质因数。通过构建HfS 2和HfSe 2的Janus单分子膜，热电性能得到显著提高.我们的理论研究预测，Janus单层HfSSe可以成为制造下一代可穿戴热电发电机的革命性候选者，将人体热量转化为电能。
2020-03-05 cond-mat.mtrl-sci
Strain-Induced Room-Temperature Ferroelectricity in SrTiO$_3$ Membranes
复合氧化物异质外延的进展突出了利用应变工程通过晶格失配来控制薄膜异质结构中的铁电性的巨大潜力。然而，这种方法缺乏产生大的和连续可变的应变状态的能力，从而限制了设计和调节铁电膜的期望性质的潜力。在这里，我们观察和探索动态应变诱导铁电性SrTiO $_3$层压独立的氧化膜上的可拉伸的聚合物衬底。利用扫描探针显微镜，光学二次谐波产生测量和原子模型的组合，我们证明了强大的室温铁电性在SrTiO $_3$与2.0%的单轴拉伸应变，证实了180°铁电畴和400 K的外推转变温度的显着特征。我们的工作揭示了利用氧化物膜在环境友好的无铅氧化物中产生和增强铁电性的巨大潜力，这对非易失性存储器和微波电子学等应用具有很大的希望。
2020-05-18 cond-mat.mtrl-sci
Lead-free room-temperature ferroelectric thermal conductivity switch using anisotropies in thermal conductivities
该研究通过从头算与实验验证钛酸钡铁电畴的热导率各向异性，并据此提出室温电场可逆调控的无铅热导率开关，开关比达1.6 ± 0.3。
2024-09-08 cond-mat.mtrl-sci
Strain-dependent modulation of conductivity in single layer transition-metal dichalcogenides
量子电导计算的MoS $_2$和WS $_2$的机械变形单分子膜进行使用非平衡格林函数方法结合的Landauer-Büttiker方法的弹道输运连同密度泛函的紧束缚（DFTB）方法。拉伸应变和压缩导致TMD单层的电子结构发生显着变化，最终过渡超导体-金属发生高达~11%的伸长率为2D各向同性变形的六方结构。这种转变增强了半导体材料中的电子输运。
2013-02-05 cond-mat.mtrl-sci
Strain-stabilized altermagnetism and conductivity anisotropy in FeSb2
Georgetown University（乔治城大学）；Denison University（丹尼森大学）
研究发现FeSb2经拉伸应变可从常规反铁磁体转变为反常磁体，伴随费米面变化产生约60%的单轴电导率各向异性，该磁输运行为可作为转变的实验指标，FeSb2或可用于自旋电子器件。
2026-08-18 cond-mat.mtrl-sci
Pivotal role of magnetic ordering and strain in lattice thermal conductivity of chromium-trihalide monolayers
理解自旋和声子之间的耦合对于控制磁性材料中的晶格热导率（$κ_l$）至关重要，正如我们在这里展示的CrX $_3$（X = Br和I）单层。我们发现，这些化合物表现出大的自旋-声子耦合（SPC），占主导地位的Cr原子的面外振动，导致显着不同的声子分散在铁磁（FM）和顺磁（PM）相。晶格热导率计算提供了额外的证据，强SPC，特别是大的$κ_l$被发现的FM相。最引人注目的是，PM和FM阶段表现出根本不同的行为与拉伸应变，其中$κ_l$增加与PM阶段的应变，并强烈减少FM阶段-我们解释通过分析声子寿命和散射率。综上所述，我们揭示了非常高的意义SPC上的声子输运CrX $_3$单层，结果可扩展到其他二维磁性材料，这将是有用的热自旋器件的进一步设计。
2021-12-09 cond-mat.mtrl-sci
Reduction in Thermal Conductivity of Monolayer MoS2 by Large Mechanical Strains for Efficient Thermal Management
本文利用光热拉曼技术首次测量大机械应变下单层 MoS2 的面内热导率，发现 6.3% 拉伸应变可使其降低约 62%，为柔性可穿戴电子热管理提供依据。
2024-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain induced large enhancement of thermoelectric figure-of-merit ($ZT\sim 2$) in transition metal dichalcogenide monolayers ZrX$_2$ (X= S, Se, Te)
二维IV族过渡金属二硫属化物具有令人鼓舞的热电应用，因为它们的电子和晶格性质可以用应变来操纵。本文采用第一性原理方法研究了ZrX $_2$（X = S、Se、Te）的热电参数，如电导率、Seebeck系数、电驰豫时间以及模式对晶格热导率的贡献。我们的计算表明，由于拉伸应变，功率因数增加，同时降低晶格热导率，从而提高热电优值。拉伸应变使带隙变宽，这对应于更高的功率因数。晶格热导率由于面外声子模的硬化而降低，从而降低非谐散射寿命并增加热电优值。
2020-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Above-room-temperature giant thermal conductivity switching in spintronic multilayer
热开关是一种有效的主动热流控制方法，近年来在纳米级热管理技术方面受到越来越多的关注。在磁性和自旋电子材料中，热导率取决于磁化结构：这是磁热阻效应。在这里，我们表明，外延Cu/Co $_{50}$ Fe $_{50}$多层膜具有巨大的磁场诱导调制的跨平面热导率。Cu/Co $_{50}$ Fe $_{50}$多层膜在室温下的磁热电阻比达到150%，远高于以往的最高值。虽然该比值随温度的升高而减小，但在400 K以下仍出现~100%的巨磁热电阻效应。观察到Cu/Co $_{50}$ Fe $_{50}$多层膜的热导率的磁场依赖性比跨平面电导率的磁场依赖性大约两倍。巨磁热电阻效应的观察阐明了自旋电子多层膜作为热开关器件的潜力。
2020-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Initiation and stagnation of room temperature grain coarsening in cyclically strained gold films
尽管大量的实验表明，金属材料中的晶粒可以在室温下由于施加的机械载荷而生长，但机械诱导的晶粒粗化的机制和驱动力仍然不清楚。在这里，我们提出了一个系统的研究在室温下的颗粒粗化引起的循环应变薄聚合物支撑的金膜。通过详细的电子背散射衍射分析，我们能够捕捉到单个晶粒的生长和整个微观结构的演变的基础上的统计数据超过数千个晶粒。实验数据报告三个膜厚度略有不同的微观结构和三个不同幅度的循环机械载荷。虽然观察到不同种类的晶粒尺寸随循环次数增加的演变取决于膜厚度和应变幅度，一个单一的模型的基础上的热力学驱动力被证明是能够解释在所有情况下的晶粒粗化的起始和停滞。该模型的主要含义是具有较低的屈服应力的晶粒优先粗化。此外，它表明，施加在晶界上的局部剪切应力的存在是不是一个必要的条件，室温晶粒粗化。
2019-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Thermal conductivity of graphene kirigami: ultralow and strain robustness
Kirigami结构，从宏观到纳米尺度，表现出独特的和可调的性能，从原来的二维片通过剪裁。在目前的工作中，极端减少的热导率通过剪裁尺寸的石墨烯纳米kirigami（GNR-k）的证明使用非平衡分子动力学模拟。结果表明，GNR-k的热导率（约5.1 Wm-1 K-1）比原始石墨烯纳米颗粒（GNR）的热导率（约151.6 Wm-1 K-1）低约两个数量级，而根据我们的理论模型，在极端情况下，最小值预计接近零。为了探索热导率降低的原因，进一步研究了GNR-k各原子上的微热流密度。结果表明，热导率的降低主要有三个原因：真实热流路径的延长、真实热流面积的高估和边缘空位处的声子散射。此外，应变工程对GNR-k的热导率和热鲁棒性的影响进行了研究。我们的研究结果为GNR-k的超低和强大的热导率的起源提供了物理见解，这也表明GNR-k可用于纳米级热管理和热电应用。
2015-12-15 cond-mat.mtrl-sci
Room temperature strain-induced Landau levels in graphene on a wafer-scale platform
石墨烯是研究大量量子现象的强大平台。当石墨烯在特定的几何形状中受到应变时，它的一个显着特性就会出现，并且电子的行为就像它们受到磁场的影响一样。以前，这些应变引起的伪磁场已被探索在纳米和微米尺度上使用扫描探针和运输测量。相反，异质外延应变是一种晶圆级的工程方法。在这里，我们表明，赝磁场可以通过晶片级外延生长在石墨烯中产生。SiC衬底中的浅三角形纳米棱镜产生41 T的应变诱导均匀场。这使得在室温下观察应变诱导的朗道能级，如角分辨光电子能谱检测，并证实了模型计算和扫描隧道显微镜测量。我们的工作证明了在晶片级平台上利用二维狄拉克材料中的应变诱导量子相位的可行性，为新的应用开辟了领域。
2019-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Thermal conductivity of armchair black phosphorus nanotubes: a molecular dynamics study
基于分子动力学模拟定性分析，研究了尺寸、应变和空位对扶手椅型黑磷纳米管热性能的影响。结果表明，由于声子输运路径的限制，纳米管的热导率具有明显的尺寸效应，且与纳米管的直径和长度密切相关。由于低频声子的增强，轴向拉伸应变可以促进热输运。相反，压缩应变削弱了热输运由于周围的弯曲纳米管的声子散射增强。此外，热导率显着降低单空位，特别是在高缺陷浓度。
2017-04-04 cond-mat.mtrl-sci
A two-dimensional electron gas based on a 5s oxide with high room-temperature mobility and strain sensitivity
在低维电子系统中，光学和电子自由度与量子限制的耦合对于在强相关氧化物电子学中实现奇异功能特别有趣。近年来，大禁带透明氧化物BaSnO $_3$在非本征La或Sb掺杂下获得了高的室温迁移率，引起了人们的广泛关注。在这项工作中，我们报告的观察在BaSnO $_3$薄膜的室温铁磁性和实现的二维电子气（2DEG）的透明BaSnO $_3$的表面上通过氧空位的创建，表现出高的载流子密度$\sim 7.72*10^{14} /{\rm cm}^2$和高的室温迁移率~18 cm $^2$ /V/s。这种2DEG对应变相当敏感，并且小于0.1%的面内双轴压缩应变导致在室温下350%（超过540千欧姆/平方）的巨大电阻增强。因此，这项工作为探索适用于室温的低维氧化物电子和器件的物理开辟了一条新的途径。
2021-01-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Above Room Temperature Ferroelectricity in Epitaxially Strained KTaO3
Cornell University（康奈尔大学）；Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Williams College（威廉姆斯学院）
通过应变将KTaO3转化为具有室温以上铁电性的四方极性相，展示了其本征铁电态的稳健性。
2026-01-22 cond-mat.mtrl-sci
Strongly Tunable Anisotropic Thermal Transport in MoS2 by Strain and Lithium Intercalation: First--Principles Calculations
通过化学或机械方式调整层状范德华材料的振动特性和热导率的可能性为纳米级热管理的重大进展铺平了道路。利用第一性原理计算，我们研究了锂嵌入和跨平面应变对MoS2热输运的调制。我们发现，无论是在平面和跨平面的导热系数（kr，kz）的二硫化钼是非常敏感的应变和电化学嵌入。结合锂嵌入和应变，面内和跨面热导率可以分别调节超过一个和两个数量级。此外，由于kr和kz以不同的方式响应于嵌入和应变，热导率各向异性可以被调制两个数量级。通过对色散关系、群速度、弛豫时间和声子平均自由程的计算和分析，探讨了\Mos各向异性热导率可调谐性的内在机制。由于嵌入和应变都可以可逆地应用，因此它们对热导率的明显影响可以用于设计新型声子器件，以及用于基于MoS2的电子和光电系统中的热管理。
2019-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-Rate-Dependent Deformation Behavior of Ti29Zr24Nb23Hf24 High Entropy Alloys at Elevated and Room Temperature
研究了一种高熵耐热合金Ti 29 Zr 24 Nb 23 Hf 24（at.%）的应变率相关力学行为和变形机制，具有单相体心立方（BCC）结构。高温压缩测试在700至1100°C的温度下以10-3至10 s-1的应变速率进行。在较高的温度和较低的应变速率下观察到屈服点后的突然应力下降，Zener-Holloman参数lnZ在17.2-20.7的范围内。这种软化行为可能与位错与短程聚集的相互作用有关。然而，在较高的应变速率或较低的温度（lnZ>25.0），扭折带被激活，负责与软化机制竞争的合金的连续强化。系统的TEM研究表明，在800°C、1 s-1的高应变速率和6%的低应变下，观察到沿{110}面形成的位错壁和位错环。在进一步的应变下，扭结带诱导的动态再结晶是明显的。另一方面，在10-3 s-1和800°C的低应变速率下，不连续再结晶机制变得占主导地位，在母晶的隆起边界之前形成位错阵列。这些亚晶界最终转变为高角度晶界。我们还研究了合金在室温下极高应变速率（103 s-1）下的变形机制。试样表现出广泛的扭折带与位错墙的阵列。当进一步应变时，多个滑移系可以被激活，位错壁的相互作用在合金的应变硬化中起着至关重要的作用。
2020-12-02 cond-mat.mtrl-sci
Strain Engineering for Thermal Conductivity of SWCNT Forests
我们进行经典的分子动力学模拟，以调查的单壁碳纳米管（SWCNT）森林，其中单壁碳纳米管是紧密排列和平行于彼此的热导率的机械压缩效果。我们发现，热传导率可以线性增加压缩之前屈曲的单壁碳纳米管森林，但热传导率迅速下降，进一步增加压缩后屈曲森林。我们的声子模式分析表明，在屈曲之前，管间界面的光滑性保持在压缩过程中，和管间范德华相互作用的压缩被加强。因此，扭曲状模式（良好的热载体）被很好地保留，并且其群速度通过增加压缩而增加，从而导致热导率的增强。屈曲现象将单壁碳纳米管的圆形截面改变为椭圆形，这在管间界面处引起用于扭转运动的有效粗糙度。因此，在椭圆形单壁碳纳米管中，径向呼吸模式（差的热载体）成为最有利的运动，而不是扭曲状模式，导致导热率的快速降低，并在屈曲后进一步增加压缩。
2015-04-13 cond-mat.mtrl-sci
Graphene Helicoid: The Distinct Properties Promote Application of Graphene Related Materials in Thermal Management
石墨烯极高的热导率在实验和计算中都受到了极大的关注。显然，热性能的新特征对于石墨烯基材料在纳米热管理中的应用至关重要。本文采用分子动力学模拟研究了石墨烯螺旋体的热导率。有趣的是，与多层石墨烯中收敛的跨平面热导率相反，石墨烯螺旋体的轴向热导率随着厚度以幂律比例关系保持增加，这是二维石墨烯的发散面内热导率的结果。此外，石墨烯螺旋体中相邻层之间的大重叠也促进了比多层石墨烯更高的热导率。此外，在小应变区域（< 10%）中，压缩应变可以有效地增加石墨烯螺旋体的热导率，而在超大应变区域（~100%至500%）中，拉伸应变不会降低热流，这与一般固态材料不同。我们的研究结果表明，热导率的差异，与异常的应变依赖性和独特的结构灵活性，使石墨烯螺旋体的一个新的平台，研究迷人的现象的关键相关的科学理解和石墨烯相关材料的技术应用。
2018-08-09 cond-mat.mtrl-sci
Reduced thermal conductivity of epitaxial GaAs on Si due to symmetry-breaking biaxial strain
在Si上外延生长III-V族半导体是硅光子学的一种有前途的途径。在生长过程中产生的螺纹位错和残余热应力预计会影响III-V族半导体的热导率，这对于构建在该平台上的光子器件的有效散热至关重要。在这项工作中，我们结合了非接触激光诱导瞬态热光栅技术与从头算声子模拟研究在硅外延GaAs基缓冲层的面内热输运，用于制造III-V族量子点激光器。令人惊讶的是，我们发现一个显着减少的GaAs的面内热导率，高达19%，作为一个小的面内双轴应力为250 MPa的结果。利用从头算声子计算，我们将这种效应归因于面内双轴应力引起的声子-声子散射的增强，这打破了GaAs的立方晶体对称性。我们的研究结果表明，在硅上的外延III-V族层中消除残余热应力，以避免热导率的降低，促进散热的重要性。此外，我们的研究结果展示了潜在的手段，有效地控制固体与外部应变/应力的热导率。
2019-01-11 cond-mat.mtrl-sci
Giant intrinsic anomalous terahertz Faraday rotation in the magnetic Weyl semimetal Co$_2$MnGa at room temperature
我们报告测量太赫兹反常霍尔电导率和法拉第旋转磁性Weyl半金属Co $_2$ MnGa薄膜作为磁场，温度和厚度的函数，使用时域太赫兹光谱。太赫兹电导率在室温下显示出约600 $Ω^{-1}\cdot cm^{-1}$的厚度无关的异常霍尔电导率，并且它在0.2-1.5 THz范围内也是频率无关的。纵向和霍尔电导率的大小，弱的自旋轨道耦合，和非常接近的位置外尔点的化学势都满足标准的固有异常霍尔电导率。第一性原理计算也支持低频下的频率无关的本征反常霍尔电导。我们还发现，在室温下，59（$\pm6$）mrad的厚度无关的法拉第旋转，这来自于本征的Berry曲率的贡献。在最薄的20 nm样品中，由于Berry曲率，法拉第旋转除以样品厚度达到约3 mrad/nm，并且是室温下报道的最大值。在室温下的10 $^{6}$ rad m $^{-1}$ T $^{-1}$数量级的巨大Verdet常数和在0.2-1.5 THz范围内约8.5 $\%$的大霍尔角表明Co $_2$ MnGa在室温下用于THz自旋电子学是有希望的。
2022-04-27 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic state above room temperature in a proximitized topological Dirac semimetal
我们报道了在具有强垂直磁化的铁磁石榴石上生长典型的狄拉克半金属Cd $_3$ As $_2$薄膜，在近似狄拉克半金属中实现的室温以上铁磁态。观察到的异常霍尔电导率与大霍尔角被发现是几乎成正比的磁化强度和相反的符号，它的第一性原理的电子结构的基础上的理论计算还表明，费米能级依赖的异常霍尔电导率反映了Berry曲率起源于分裂Weyl节点。本Dirac半金属/铁磁绝缘体异质结构将提供一个新的平台，探索Weyl节点的传输现象和自旋电子功能最近提出的拓扑半金属。
2019-12-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thermal conductivity of graphene mediated by strain and size
基于三声子散射框架下的线性化Boltzmann-Peierls输运方程的第一性原理计算和全迭代解，我们表征了应变和非应变石墨烯的晶格热导率$κ$.我们发现$κ$收敛到5450 W/m-K无限无应变石墨烯，而$κ$发散应变石墨烯在室温下随着系统尺寸的增加。这些系统的不同$κ$行为通过声子寿命分析得到进一步的数学验证。弯曲的声学声子是主要的热载体在未应变和应变的石墨烯内的温度考虑。超长平均自由程的弯曲声子有助于有限尺寸效应$κ$的样品大到8厘米，在室温下。有限样品的尺寸依赖和温度依赖$κ$的计算结果与实验数据吻合较好，证明了本方法预测较大石墨烯样品的$κ$的能力。拉伸应变硬化的弯曲模式，并增加它们的寿命，引起有趣的依赖$κ$的样品尺寸和应变由于边界散射和固有的声子-声子散射之间的竞争。这些发现揭示了二维材料中热传输的性质，并可能通过改变应变和尺寸来指导石墨烯的预测和工程$κ$。
2015-06-28 cond-mat.mtrl-sci
Nonmonotonic strain dependence of lattice thermal conductivity in monolayer SiC: a first-principles study
越来越多的二维（2D）材料已经在实验上实现或理论上预测，这在纳米和光电子学中具有潜在的应用。电子器件的各种应用与其热传输特性密切相关。通过求解线性化的声子玻尔兹曼方程，研究了具有理想平面六边形蜂窝结构的单层SiC中声子输运的应变依赖性。研究发现，单层SiC的室温晶格热导率（$κ_L$）比石墨烯的低两个数量级。低的$κ_L$是由于小的群速度和短的声子寿命，这也可以解释为极化共价键由于大的电荷转移从Si到C原子。在所考虑的应变范围内，证明了SiC单层膜是力学和动力学稳定的。随着拉伸应变的增加，SiC单层膜的$κ_L$表现出异常的非单调起伏行为，这是由于声子群速度的变化与低频声子模的声子寿命之间的竞争.在低应变（$<$ 8%）下，声子寿命的增加导致$κ_L$的增加，而在高应变（$>$ 8%）下，群速度的降低以及声子寿命的减少是导致$κ_L$减少的主要机制。我们的工作进一步丰富了二维六边形蜂窝结构材料的声子输运研究，并激发了进一步的实验研究。
2018-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Thermal conductivity of boron arsenide above 2100 watts per meter per Kelvin at room temperature
本研究通过降低杂质浓度制备出室温热导率超2100 W/mK的砷化硼单晶，发现其热导率呈T^-1.8依赖关系，推动相关材料实验与理论研究发展。
2025-05-20 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Turning non-magnetic two-dimensional molybdenum disulfide into room temperature magnets by the synergistic effect of strain engineering and charge injection
本研究提出了一种通过在2D-硫化物中注入电压脉冲来调控磁体状态，研究团队提出了一种通过在2D-硫化物中注入电压脉冲来调控磁体状态，在智能体决策中
2023-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Strain aided drastic reduction in lattice thermal conductivity and improved thermoelectric properties in Janus MXenes
本研究通过表面修饰与双轴应变工程，显著降低了Janus MXenes的晶格热导率并提高了塞贝克系数，从而有效改善了其热电性能。
2024-03-20 cond-mat.mtrl-sci
Room Temperature Thermoelectric Properties of Isostructural Selenides Ta2PdS6 and Ta2PdSe6
我们用单晶样品测量了Ta_2 PdX_6（X=S，Se）在室温附近的热电性能。结果表明，Ta_2PdX_6在中低温至室温范围内具有较高的功率因数，其中Ta_2PdSe_6的功率因数最大，在300 K时的电导率为10-2 Ωcm。如果通过化学取代降低晶格热导率，Ta_2PdS_6将是Peltier冷却材料的可能候选者。
2021-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Unleashing the Potential of Li-Metal Batteries A Breakthrough Ultra-High Room-Temperature Ionic Conductivity Composite Solid-State Electrolyte
本文通过向PVDF-HFP基体引入SiO2纳米球制备了超高室温离子电导率的复合固态电解质，实现了1.35 mS cm-1的室温电导率及优异的循环稳定性，并成功扩展至固态钠/钾电池。
2023-07-03 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous strain effect on the thermal conductivity of borophene: a reactive molecular dynamics study
硼氢化钠，一个原子级薄，波纹状，晶体二维硼片，最近已经合成。我们通过反应分子动力学模拟研究了硼氢化物的力学性质和晶格热导率。我们在室温下沿面内方向进行了单轴拉伸应变模拟，发现沿锯齿形和扶手椅方向的二维弹性模量分别为188 N/m和403 N/m。这种各向异性是由于硼化物结构沿Z字形方向的屈曲引起的。我们还进行了非平衡分子动力学计算晶格热导率。我们预测室温晶格热导率$75.9 \pm 5.0$ W/m-K和$147 \pm 7.3$ W/m-K，分别，并估计有效声子平均自由程$16.7 \pm 1.7$ nm和$21.4 \pm 1.0$ nm的锯齿形和扶手椅方向。各向异性是由于低频声子的态密度的差异，具有较低的群速度，并可能缩短声子寿命沿Z字形方向。我们还观察到，当硼沿扶手椅方向应变时，沿该方向的热导率显著增加。同时，当样品沿Z字形方向应变时，沿该方向热导率的增加要小得多。对于沿扶手椅方向的8%的应变，热导率增加3.5倍（~ 250%），而对于沿Z字形方向的相同量的应变，热导率仅增加1.2倍（~ 20%）。我们的预测与最近的第一原理结果一致，在一小部分的计算成本。模拟应作为硼化物和相关二维材料的机械和热性能实验的指导。
2017-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Biaxial tensile strain tuned up-and-down behavior on lattice thermal conductivity in $β$-AsP monolayer
各种具有石墨烯类屈曲结构的二维（2D）材料出现，并且最近已经从第一性原理计算提出$β$相AsP单层是热稳定的。热输运的研究对这些二维材料基纳米电子器件的研究具有重要意义。受此启发，通过求解线性化声子玻尔兹曼方程的单模弛豫时间近似（RTA）内的应变相关的声子输运的AsP单层的比较研究。结果表明，AsP单分子层的晶格热导率（$κ_L$）与具有类似屈曲结构的As单分子层的晶格热导率非常接近，这是由于As单分子层对AsP单分子层的声子寿命的降低与群速度的提高相互抵消的结果.相应的AsP单分子膜的室温薄层热导率为152.5 $\mathrm{W K^{-1}}$。值得注意的是，增加的拉伸应变可以硬化长波长的平面外（ZA）声学模式，并软化平面内的纵向声学（LA）和横向声学（TA）模式。计算结果表明，随着应变的增加，AsP单层膜的$κ_L$呈现非单调的上下运动。这种不寻常的应变依赖性是由于声子群速度的降低、ZA模声子寿命的提高和TA/LA模非单调上下声子寿命之间的竞争。结果表明，在所研究的应变范围内，$κ_L$以声学分支为主，ZA分支的贡献随应变的增加而增加，TA/LA分支的贡献则相反。通过分析累积$κ_L$相对于声子平均自由程（MFP）的变化，发现拉伸应变可以有效地调制AsP单分子膜中$κ_L$的尺寸效应。
2018-01-13 cond-mat.mtrl-sci
Imaging strain-localized exciton states in nanoscale bubbles in monolayer WSe2 at room temperature
在单层过渡金属二硫属化物中，量子发射体与局部应变相关联，所述局部应变可以确定性地应用于创建单光子源的设计者纳米阵列。尽管压倒性的经验与局部应变，应变，激子，缺陷和局部晶体结构，引起这些量子发射器之间的纳米级相互作用知之甚少。在这里，我们结合室温纳米光学成像和光谱学的激子在单层WSe 2的局部应变的纳米气泡与原子结构模型，以阐明如何应变诱导纳米级的限制电位，引起高度本地化的激子状态在2D半导体。在低缺陷单层的纳米气泡的纳米光学成像揭示局部激子的长度尺度约为10 nm的多个站点沿周边的个别纳米气泡，这是在形成鲜明对比的连续模型的预测应变。这些结果与理论约束电位，原子地从现有的纳米气泡测量的形貌。我们的研究结果提供了一种实验和理论的洞察力如何应变诱导的限制-没有晶体缺陷-可以有效地本地化激子的长度尺度与激子的大小相称，提供关键的纳米尺度的量子发射体现象在单层WSe 2的结构特性信息。
2020-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Billion-Fold Enhancement of Room-Temperature Ionic Conductivity in h-RMnO3/YSZ Heterostructures via Electric-Field-Assisted Oxygen Deficiency Engineering
本研究通过电场辅助氧缺陷工程在h-RMnO3/YSZ异质结构中实现室温离子电导率十亿倍增强，归因于YSZ氧损耗，可通过膜厚和电压调控，为低温能源技术提供新途径。
2024-11-09 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Strain engineering of ultrafast magnetism in the room-temperature vdW ferromagnet Fe3GaTe2
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
通过施加高达4.2%的拉伸应变，在室温范德华铁磁体Fe3GaTe2中实现了平衡磁响应和超快去磁动力学的连续调控，揭示了应变加速超快去磁的机制。
2026-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bending strain induced thermal conductivity suppression in freestanding BaTiO3 and SrTiO3 membranes
The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；Hokkaido University（北海道大学）
研究通过应变诱导的不均匀应变抑制了 SrTiO3 和 BaTiO3 膜的热导率，揭示了 phonon-应变耦合的微观机制，并展示了其在热管理设备中的应用潜力。
2026-02-09 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph
The use of strain and grain boundaries to tailor phonon transport properties: A first principles study of 2H-phase $CuAlO_{2}$ (Part II)
近来已经研究了透明氧化物材料，例如$CuAlO_{2}$，一种p型透明导电氧化物（TCO），用于高温热电发电机和废热冷却器。TCO材料通常成本低且无毒。通过应变和纳米结构化来设计它们的潜力是两个有前途的途径，可以不断调整电子和热性能，以实现高zT值和低成本/kW-hr器件。在这项工作中，2 H $CuAlO_{2}$的应变依赖的晶格热导率的计算通过求解声子玻尔兹曼输运方程与原子间的力常数从第一性原理计算。虽然在室温下平均体热导率为约32 W/（K-m），但对于典型的实验晶粒尺寸，在室温下从3 nm到30 nm，其下降到5-15 W/（K-m）之间。我们发现，应变可以提供的热导率的增加，以及预期的降低，但是，小晶粒尺寸的整体包含决定了这种材料的低热导率的潜力。
2019-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Thermal and electrical conductivity of a refractory high-entropy alloy after high-pressure torsion: Electron versus phonon contributions
WPI, International Institute for Carbon Neutral Energy Research (WPI-I2CNER), Kyushu University（九州大学碳中和社会能源研究国际中心）；School of Mechanical Engineering, FEM, University of Campinas, UNICAMP（坎皮纳斯大学机械工程学院）；School of Applied Sciences, University of Campinas, FCA-UNICAMP（坎皮纳斯大学应用科学学院）；Department of Materials, Faculty of Engineering, Kyushu University（九州大学工学分部材料系）
研究通过高压扭转处理难熔高熵合金TiZrHfNbTa，探讨纳米结构和缺陷工程对热导率和电导率的影响，分析电子与声子贡献，揭示热导率和电导率随应变的不同演化及原因。
2026-07-22 cond-mat.mtrl-sci
