Phonons and thermal transport in Si/SiO$_2$ multishell nanotubes: Atomistic study
从理论上研究了Si/SiO $_2$多壳层纳米管中的热输运。声子能谱是用原子晶格动力学方法得到的。热导率的计算使用玻尔兹曼输运方程内的弛豫时间近似。多壳层纳米管中的振动光谱的重新分布导致声子群速度和热导率的降低相比，均匀的Si纳米线。Si/SiO $_2$界面上的声子散射是这些结构中热导率强烈降低的另一个关键因素（在室温下降至0.2 W/mK）。我们证明了通过适当地选择纳米管的横截面、厚度和壳层数目可以有效地抑制Si/SiO $_2$纳米管中的声子热输运。
2021-04-28 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous thermal transport in metallic transition-metal nitrides originated from strong electron-phonon interactions
金属过渡金属氮化物（TMN）是一种具有广泛应用前景的导电陶瓷，其热输运特性在器件设计中具有重要意义。研究发现，金属TiN和HfN具有不同于普通金属和非金属TMN的反常热输运行为。它们具有非常大的固有声子热导率，主要是由于大的声光声子频率间隙。考虑声子-同位素散射和声子-电子散射后，声子热导率降低了两个数量级，同时也导致了声子热导率的非平凡的温度无关行为. TiN和HfN中均存在嵌套费米面，这导致了强烈的电子-声子耦合，严重损害了声子和电子的输运。声子成分在总热导率中所占的比例异常大，在300 K时TiN为29%，HfN为26%。薄膜的结果也表明，声子热导率可以有效地限制尺寸。我们的研究结果提供了对金属TMN中的热传输的深入理解，并扩展了金属热传导理论的范围。
2020-06-28 cond-mat.mtrl-sci
Tuning electronic heat transport in graphene/metal heterostructures with ultralow thermal conductivity
现有的超低热导率材料由于材料中有限的电子传输而不适用于热电应用。在这里，我们提出了一类新的超低热导率材料与大量的电子热传输。我们的样品是通过热蒸发或射频磁控溅射沉积的转移石墨烯和金属钯膜（Pd，Au和Ni）的石墨烯/金属异质结构。对于蒸发的样品，我们实现了0.06 W m-1 K-1的超低热导率，声子作为主要的热载体。超低的热导率是由于石墨烯和金属中声子能量的巨大差异。有趣的是，对于溅射样品，我们发现，约50%的热量是由电子携带的，即使热导率约为0.1 W m-1 K-1。我们将电子贡献归因于电子在石墨烯中穿过原子级针孔的传输。这种具有超低导热系数和电子输运特性的新材料有望在热电领域得到应用。
2018-06-26 cond-mat.mtrl-sci
Combining linear-scaling quantum transport and machine-learning molecular dynamics to study thermal and electronic transports in complex materials
本文提出融合神经进化势分子动力学与线性标度量子输运的统一框架，以模拟复杂材料的热、电子输运，并在石墨烯反点晶格上验证。
2023-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Effects of Cutoff Functions of Tersoff Potentials on Molecular Dynamics Simulations of Thermal Transport
过去的热输运分子动力学研究主要使用Stillinger-Weber势。随着材料不断收缩，其性能越来越依赖于缺陷和表面效应。不幸的是，Stillinger-Weber势最好用于类金刚石立方块体晶体。它们不能代表许多亚稳相的能量，也不能准确地预测缺陷和表面区域的能量。为了研究纳米结构材料，这些区域可以主导热传输，Tersoff电位在代表这些结构的准确性是更可取的。基于GAN系统中的热输运的分析，我们表明，现有的Tersoff势的截止函数可能会导致在确定热导率的问题。为了解决这个问题，改进的截止计划提出和评估。
2012-06-23 cond-mat.mtrl-sci
Phonon transport and thermal conductivity in two-dimensional materials
二维材料，如石墨烯、氮化硼和过渡金属二硫属化物，由于其在电子学和光电子学中的潜在应用而引起了越来越多的兴趣。二维材料中的热传输可能与三维块状材料大不相同。本文综述了二维材料中声子输运和热导率的实验测量和理论模拟的研究进展。我们集中我们的审查在几个典型的二维材料，包括石墨烯，氮化硼，硅，过渡金属二硫属化物，和黑磷。总结了二维材料中不同物理因素，如样品尺寸、应变、缺陷等对热输运的影响。我们还讨论了环境对二维材料热输运的影响，如衬底和二维材料以异质结构形式存在并插入无机组分或有机分子时。
2015-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Multi-Carrier Thermal Transport in Electronic and Energy Conversion Devices
本文综述电子、自旋电子及能量转换器件中声子、电子、自旋和离子的非平衡多载流子热输运，梳理载流子耦合机制及其在热电与低品位热能转换中的调控作用。
2025-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Electron-Phonon Coupling on Thermal Transport across Metal-Nonmetal Interface - A Second Look
电子-声子（e-ph）耦合对金属-非金属界面热输运的影响尚未完全了解。本文采用一系列包含了电子-ph耦合效应的分子动力学（MD）模拟方法计算了金属-非金属界面的热导率。研究发现，e-ph耦合不仅可以在声子-声子热阻的基础上产生附加热阻，而且可以使声子-声子热导比纯声子输运情况下的热导大。这是因为e-ph相互作用可以干扰声子子系统，增强金属内部不同声子模式之间的能量传递。这有助于将声子能量重新分配到可以更容易地跨界面传递能量的模式中。与纯声子热传导相比，考虑e-ph耦合效应的总热导可以变小，也可以变大，这取决于耦合因子。这一结果有助于阐明e-ph耦合在金属-非金属界面热输运中的作用。
2015-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Signatures of coherent phonon transport in frequency dependent lattice thermal conductivity
University of the Basque Country (UPV/EHU)（巴斯克大学）
本文通过频率依赖的晶格热导率特征揭示了相干声子输运在非晶和合金材料中的存在，并提出新的实验方法验证其贡献。
2025-11-25 cond-mat.mtrl-sci
A review of thermal transport and electronic properties of borophene
近年来，二维硼片（borohydrate）已被实验合成和理论观察作为有前途的导体或晶体管具有新颖的热和电子性能。本文首先介绍了硼化物的一些重要的电子性质，包括超导电性和拓扑性质。然后，我们主要回顾了硼氢化物的基本方法，热输运，以及不同配置的机械性能。本文综述了硼化物的一些重要的热输运和电子性质，并呼吁进一步的实验研究和应用在某些科学界。
2018-03-15 cond-mat.mtrl-sci
Phonon thermal transport properties of GaN with symmetry-breaking and lattice deformation induced by the electric field
电场普遍存在于半导体电子结构中，对声子的热输运产生影响。此外，它是一种常用的方法来调整固体中的热传输。本文采用第一性原理计算，从对称性破缺和晶格形变的角度研究了纤锌矿和锌锌矿结构GAN在有限电场下的声子和热输运性质。研究了电场对Zn掺杂GAN声子输运性质的影响，包括电子密度分布响应和晶格变化响应对声子色散和热导率的影响。结果发现，前者有一个小的，但定性的影响声子色散关系，即，声子分支的分裂，因为它打破了锌晶格的对称性。后者影响晶格对称性和尺寸，导致声子性质的显著变化和热导率的增加。在纤锌矿GAN中，在有限电场作用下，空间群守恒的晶格变化仅在晶格变形的情况下进行了研究，其中热导率在电场作用下随着各向异性的增加而显著降低，这与锌掺杂GAN的变化有很大不同。本文的工作为GaN基信息和电力电子器件的热管理提供了参考。
2021-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropy of thermal transport in phosphorene: A comparative first-principles study using different exchange-correlation functional
随着磷分子在纳米、光电和热电等领域应用的日益广泛，有必要对其热输运性质进行全面的研究。从以前的研究中可以得出结论，理论预测的单层磷烯的热导率存在巨大的差异和不确定性，这通常归因于XC官能团的选择。然而，即使在第一性原理计算中官能团的选择对于预测磷烯的热导率特别重要，但在这个问题上还没有全面的调查，这是不清楚的，是该领域的空白。因此，本研究的目的是探讨不同XC功能对磷烯的热输运性质的影响。
2021-08-29 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic thermal transport in magnetic intercalates Fe$_{x}$TiS$_2$
本文研究了铁插层二硫化钛（Fe $_{x}$ TiS $_2$ for $0\leq x \leq 0.20$）薄单晶的热输运性质。我们使用高分辨率的晶体学和磁性测量确定嵌入物的分布，确认插入的Fe没有长程有序。我们发现，铁嵌入扰动的晶格很小，并抑制的倾向，TiS $_2$与过量的Ti自插层。我们观察到的热导率与我们的从头计算完全化学计量的TiS $_2$的热输运的趋势是兼容的。
2019-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Coherent phonon transport and minimum of thermal conductivity in LaMnO$_3$/SrMnO$_3$ superlattices
本文研究了（LaMnO $_3$）$_n$ /（SrMnO $_3$）$_n$超晶格的热输运性质，其中超晶格周期为$Λ=2n$，介于$2$和$12$之间.实验数据的分析清楚地揭示了在$Λ=6$ u.c.下热导率$κ$的最小值。此外，我们从理论上估计声子平均自由程约为$3Λ$。这些发现清楚地表明，在室温附近的$\pm 100\,$ K的宽温度范围内，在我们的锰氧化物SL中的热传输是一致的。此外，我们证明了反铁磁序可以控制的相干程度。这打开了具有挑战性的角度主动控制相干传输相关的物质。
2021-08-12 cond-mat.mtrl-sci
Onset of non-diffusive phonon transport in transient thermal grating decay
本文从理论上研究了介质晶体在德拜温度附近或更高温度下的空间正弦温度扰动的弛豫。我们假设，大多数声子贡献的比热有平均自由程（MFP）比热输运距离短得多，可以描述的热扩散模型。低频声子，可能有MFP相当于或长于光栅周期的玻尔兹曼传输方程描述。这些低频声子被假定为与高频声子的热库相互作用，但彼此不相互作用。在单模弛豫时间近似下，得到了热光栅弛豫速率的解析表达式。我们发现，“弹道”声子与长MFP的有效热导率控制的光栅衰减的贡献被抑制相比，他们的贡献，在长距离的热传输。在室温下的有效热导率在Si中的减少被发现是显着的光栅周期大至10微米。
2011-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Thermal transport due to quantum interference in magnetic tunnel junctions
我们研究了磁性隧道结中的热输运。在Fowler-Nordheim隧穿区附近，由于量子干涉引起的电流生热，隧穿势垒上出现了热梯度。热电压和热温度都随所施加的电流而线性响应，这是热电效应的证据。通过增加势垒的透明度，热电性能的动态观察与电流。相应地，在磁性隧道结中获得了10 - 1000 μV/K的大范围塞贝克系数。
2013-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Unveiling Phonon Contributions to Thermal Transport and the Failure of the Wiedemann-Franz Law in Ruthenium and Tungsten Thin Films
该研究通过热导率、光谱与模拟分析证明钌和钨薄膜中声子贡献显著并导致 Wiedemann-Franz 定律偏离，为纳米互连热管理选材提供依据。
2025-05-12 cond-mat.mtrl-sci
Dislocation-induced thermal transport anisotropy in single-crystal group-III nitride films
位错、一维晶格缺陷对于诸如III-V族半导体的技术上重要的材料是常见的，并且不利地影响例如，氮化物基高功率电子器件。几十年来，基于非线性弹性理论的传统模型预测，只有当热通量垂直于位错时，这种热阻才是可感知的。然而，这种位错诱导的各向异性热输运尚未在实验中看到。在这项研究中，我们测量强烈的热输运各向异性所支配的高度取向的线程位错阵列沿交叉平面方向在微米厚，单晶氮化铟（InN）薄膜。我们发现，在80 K时，当位错密度为约3 × 10^10 cm^-2时，交叉面热导率比面内热导率高10倍以上。这种大的各向异性是传统模型所不能预测的。随着对位错-声子相互作用的深入了解，我们的研究结果为定制具有线缺陷的各向异性热输运开辟了新的机制，并将促进各种器件应用热管理中定向散热的新方法。
2018-04-09 cond-mat.mtrl-sci
Wave-like Tunneling of Phonons Dominates Glass-like Thermal Transport in Quasi-1D Copper Halide CsCu2I3
本研究通过第一性原理自洽声子计算和双通道模型，揭示准一维CsCu2I3中波状声子隧穿主导跨链方向热输运，导致异常玻璃状升温行为，并预测超低热导率，为设计低热导材料提供新途径。
2023-11-10 cond-mat.mtrl-sci
Role of electronic thermal transport in amorphous metal recrystallization: a molecular dynamics study
玻璃的再结晶在包括电子和反应性材料的广泛应用中是重要的。分子动力学（MD）已被用来提供这一过程的原子图片，但以前的工作忽略了电子，在金属系统中占主导地位的热载体的热输运作用。我们的特点的作用，电子热导率的再结晶速度在Ni使用MD耦合到一个连续描述的电子热输运通过两个温度模型。我们的模拟表明，对于电子和离子之间足够强的耦合，增加的热导率更有效地从放热重结晶过程中去除热量，导致在重结晶前沿的有效温度较低，因此，传播速度较低。我们描述了电子-声子耦合强度和系统尺寸如何影响波前传播速度。有趣的是，我们发现，初始再结晶速度增加，由于较高的整体温度在系统尺寸的减小。总的来说，我们表明，更准确的描述，由于纳入电子的结果与实验更好地吻合的热输运。
2022-09-02 cond-mat.mtrl-sci
Anharmonic lattice dynamics and thermal transport in type-I inorganic clathrates
采用第一性原理计算，考虑温度依赖的势能面取样和四次声子重整化，计算了填充无机笼形物Ba_8 Ga_（16）Ge_（30）和Sr_8 Ga_（16）Ge_（30）的非谐声子性质.由于客体原子与主体晶格的弱结合，所获得的客体模式随温度经历强重整化，并且在室温下在Sr 8 Ga 16 Ge 30中变得更硬，最高可达50%。计算出的声子频率和相关的热均方位移与实验相比，尽管在笼形物的中心的客体原子。晶格热导率在50- 300 K的温度范围内，占三声子散射过程和多通道的热输运。相干输运通道的贡献是显着的，在室温下（13%和22%的Ba 8 Ga 16 Ge 30和Sr 8 Ga 16 Ge 30），但不足以解释实验观察到的玻璃状的热输运Sr 8 Ga 16 Ge 30。
2021-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Descriptors of intrinsic hydrodynamic thermal transport: screening a phonon database in a machine learning approach
机器学习技术用于探索流体动力学热传输的内在起源，并发现科学和工程感兴趣的新材料。流体动力学热输运本质上由流体动力学尺度和热导率决定。得到了131种晶体化合物材料的内禀性质与谐波和非谐波性质之间的相关性，以及大量的成分（290）和结构（1224）描述符，揭示了决定内禀流体力学效应大小的一些关键描述符，其中大部分与声子弛豫时间有关。然后，一个经过训练的黑盒模型被应用于筛选5000多个材料。结果确定具有潜在技术应用的材料。了解与流体动力学热输运相关的性质有助于发现新的热电材料，并有助于设计新材料以减轻电子器件中的散热。
2021-10-19 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Thermal Transport of SrTiO$_3$ Driven by Anharmonic Phonon Renormalization
SrTiO $_3$由于其丰富的调制自由度而被广泛研究。然而，对于热输运的微观机制，特别是相变过程中声子散射与晶格畸变之间的关系，目前尚不清楚。基于深势分子动力学和自洽\textit{ab initio}晶格动力学，我们研究了晶格非谐诱导的四方到立方相变，并解释了这种相变中的反常行为.我们的结果表明，三阶原子间力常数的重整化对二阶项的重要作用。我们的工作提供了一个强大的框架，用于评估结构转变过程中的热输运性质，有利于未来有前途的热和声子材料和器件的设计。
2023-03-14 cond-mat.mtrl-sci
Thermal Transport for Probing Quantum Materials
与电传输相比，热传输在探测量子材料中不太受重视。本文旨在展示热输运在理解量子材料中可能发挥的关键作用：纵向热输运反映了即使在电绝缘相中的巡回准粒子，而横向热输运如热霍尔和能斯特效应与非平凡拓扑紧密相关。我们讨论了三种类型的例子：量子自旋液体的热输运确定其存在，超导体的热输运揭示了超导能隙结构，拓扑Weyl半金属的异常能斯特效应是一个结果的非平凡的Berry曲率。最后，我们展望了独特的见解热输运可能提供探测更广泛的量子现象类别。
2019-12-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Intrinsic Localized Lattice Modes and Thermal Transport: Potential Application in a Thermal Rectifier
最近的实验提供了传统三维材料的晶格动力学中的本征局域模（ILM）的证据。在这里的证据表明，在铀金属离子导电膜提高热导率的离子导电膜的热传输如何可能被用来改善固态热整流器的设计报告的推测。
2009-05-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Thermal conductivity tuning of scalable nanopatterned silicon membranes measured with a three-probe method
研究通过三探针法改进测量技术，实现对纳米图案化硅膜热导率的可控调节，展示了通过蚀刻孔洞实现热输运调控的方法，实验在30-350K范围内获得热导率降低五倍的成果。
2026-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal Transport in Graphene and Graphene Multilayers
在本文中，我们回顾了石墨烯和多层石墨烯的热性质，并讨论了光热技术开发的热导率测量。我们还概述了不同的理论方法用于描述声子在石墨烯中的传输，并提供与现有的实验热导率数据的比较。
2015-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal transport in nanoporous holey silicon membranes investigated with optically-induced transient thermal gratings
在这项研究中，我们使用瞬态热光栅光学技术\textemdash一个非接触，激光为基础的热计量技术，具有固有的高精度\textemdash，以调查在两个纳米多孔多孔硅膜的限制尺寸分别为100 nm和250 nm的室温声子介导的热输运。我们比较实验结果的声子介导的热输运根据声子玻尔兹曼输运方程（BTE），使用两种不同的计算技术的从头计算。我们发现，在Casimir框架内进行的计算，即基于BTE与体声子色散和漫散射从表面，是定量协议与实验数据，从而得出结论，该框架是足够的描述声子介导的热传输通过多孔硅膜的特征尺寸的顺序为100 nm。
2020-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-equilibrium Magnon Engineering Enabling Significant Thermal Transport Modulation
本文提出磁振子热输运工程，通过调控非平衡自旋电流的空间分布，揭示了室温下磁振子对铁磁金属热传导的显著贡献，颠覆了传统认知，为主动热管理提供了新原理和方法。
2025-11-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Resonant thermal transport in semiconductor barrier structures
我报告说，热单势垒（TSB）和热双势垒（TDB）结构（形成，例如，通过插入一个或两个区域的几个Ge单层在Si中）提供的声子输运的抑制以及共振热输运效应。我表明，高频声子可以经历传统的双势垒共振隧穿的TDB结构，而形成的法布里-珀罗共振（在较低的频率）导致量子振荡的温度变化的TSB和TDB的热导$σ_{\text{TSB}}$和$σ_{\text{TDB}}$。
2004-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Scalable Machine Learning Models for Predicting Quantum Transport in Disordered 2D Hexagonal Materials
Iran University of Science and Technology（伊朗科技大学）
本文提出可扩展的机器学习模型，用于预测二维六方材料中磁性杂乱的量子传输特性，通过几何驱动特征空间提升泛化能力，揭示了树模型在未见领域的局限性。
2025-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Mesoscopic Thermal Transport through a Weak Link
我们考虑介观的热输运两个散装之间的连接由一个狭窄的金属丝或弱的机械链接。在"隧穿“机制中，通过链路的声子传输概率很小，热导率远小于单个通道的值，热流由两个物体的局部振动谱密度的乘积确定。我们推导出一个表达式的热电流是一个热模拟的电流通过隧道势垒的著名公式。
2001-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Materials discovery and properties prediction in thermal transport via materials informatics: a mini-review
对具有特殊热性能的材料的需求越来越大，而实验发现成本高且耗时。新兴学科材料信息学是将材料科学与大数据技术相结合，加速材料发展的有效途径。近年来，材料信息学已被应用于新型材料的设计，如用于散热的热界面材料和用于发电的热电材料。本文综述了材料信息学在预测和发现具有特殊热性能材料（包括最佳热导率、界面热导率和热电效率）中的应用研究进展。最后对材料信息学在热输运领域的应用前景进行了展望。
2019-01-14 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Nonlinear thermal transport and negative differential thermal conductance in graphene nanoribbons
采用经典分子动力学方法研究了石墨烯纳米带的非线性热输运。对于GNRs，在超过线性响应范围的大温度偏压下，我们观察到负微分热导（NDTC）的开始。NDTC可通过改变施加温度偏置的方式来调节。随着GNR长度的增加，NDTC减小并最终消失。在三角形GNRs中，我们也观察到了NDTC，其中NDTC只存在于热流从窄端到宽端的情况下。这些效应在纳米级热管理和利用GNRs的热信号处理中可能是有用的。
2011-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Existence of negative differential thermal conductance in one-dimensional diffusive thermal transport
我们表明，在一个有限的一维（1D）系统的傅立叶定律所描述的扩散热传输，负微分热导（NDTC）不会发生时，在一端的温度是固定的。我们证明，在这种情况下，NDTC需要存在的结与温度相关的接触热阻（TCR）。我们推导出一个必要和充分条件的NDTC存在的TCR的性质与一个单一的结系统。我们表明，在某些情况下，我们甚至可以有无限（负或正）微分热导的TCR的存在。我们的预测为构造基于NDTC的器件，如热放大器，振荡器和逻辑器件提供了理论基础。
2012-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hassle-free Approach to Thermal Transport Measurements Using Spatial-Temporal Temperature Data
纳米工程和新材料在热传输中产生了有趣的效果。导热率现在可以因物理和加热尺寸而不同。此外，独特的材料成分和几何形状可能会导致高度各向异性的热导率。已经开发了各种实验方法来测量这些热导率的变化。所有这些都需要改变样品的物理尺寸、加热尺寸或加热与检测之间的相对位置。在这里，我们提出了一个数值时域光学方法，使用时空温度数据来解决各向异性和尺寸相关的热导率。我们的方法是轻松的，因为它不改变任何实验参数，并且很容易与时域中测量温度的各种方法兼容。该技术可以高通量筛选纳米工程和新型材料的热传输的热性能。此外，这种技术可以用来确定在一个单一的实验中的热传输的新效果。
2019-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exponential suppression of thermal conductance using coherent transport and heterostructures
本文研究了多层光子晶体异质结构中的相干热导问题，该异质结构由一系列级联的非全同光子晶体组成。我们发现，由于异质结构中所有晶体的光子带之间的失配，热导可以抑制指数与级联晶体的数量。
2010-08-06 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Geometry, stability and thermal transport of hydrogenated graphene nanoquilts
利用分子动力学模拟研究了氢化折叠的石墨烯纳米绗缝的几何形状、稳定性和热输运。氢化的石墨烯纳米绗缝显示出增加的热力学稳定性和比没有氢化的折叠石墨烯结构更好的传输性能。对于双层石墨烯纳米被子，几何形状和热导率都对吸附的氢链非常敏感，这可以通过PDOS的红移来解释。对于多折叠纳米绗缝，通过改变周期数或长度，它们的热导率可以从原始石墨烯的100%调整到15%。我们的研究结果表明，氢化石墨烯纳米绗缝是非常适合的热管理设备。
2016-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strong Thermal Transport Anisotropy and Strain Modulation in Single-Layer Phosphorene
采用第一性原理计算和非平衡格林函数方法，研究了单层磷烯的弹道热输运。结果表明，Z字形方向的热导率比扶手椅方向的热导率高40%，具有明显的晶体学取向依赖性。此外，我们发现，热导各向异性的取向可以通过施加应变进行调谐。特别是，当施加一个方向的应变时，方向的热导率增强，但当施加一个方向的应变时，方向的热导率降低;而方向的热导率总是降低，当施加一个Z字形或方向的应变时。研究结果表明，单层磷烯薄膜中显著的热输运各向异性及其应变调制效应可用于磷烯基电子器件和光电子器件的热管理.
2014-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Defects Vibrations Engineering for Enhancing Interfacial Thermal Transport
本研究通过设计含完美与缺陷填料的聚合物复合材料并结合实验与量子力学模型，发现缺陷能级的振动状态能促进振动共振耦合，从而增强异质界面热输运并提高复合材料热导率。
2023-10-18 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Thermal Transport in Graphene, Few-Layer Graphene and Graphene Nanoribbons
石墨烯独特的热传导特性的发现，引发了二维材料系统中声子输运的理论和实验研究的热潮。迅速发展的石墨烯热场从理论物理到实际工程应用。在这篇特邀评论中，我们概述了不同的理论方法，用于描述声子在石墨烯中的传输，并提供与现有的实验热导率数据的比较。重点分析了石墨烯和少层石墨烯的声子热导率的最新理论结果，以及应变、缺陷、同位素和边缘散射对这些材料系统中声子输运的影响。
2016-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Crystal-like thermal transport in amorphous carbon
本文用神经网络机器学习势开展约10⁵原子的分子动力学模拟，揭示非晶碳热导率由传播型振动激发主导，其密度依赖性源于非谐敏感激发。
2024-05-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Optimizing Thermal Transport in Graphene Nanoribbon Based on Phonon Resonance Hybridization
声子共振杂化作为调控纳米结构中热输运的一种重要方法，已成为声子工程领域的一个重要研究课题。在这项工作中，我们优化声子输运通过石墨烯纳米管，并获得最小化的热导通过设计柱纳米结构的基础上共振杂交。具体而言，热导的优化是通过原子格林函数和贝叶斯优化相结合来进行的。有趣的是，研究发现，对于柱撑结构，热导率随着柱撑结构数目的增加而非单调地减小，柱撑结构作为共振器被切断，阻碍了声子输运。进一步的模式分析和原子格林函数计算表明，这种反常的趋势源于在很宽的频率范围内声子透射率的降低。此外，考虑高阶声子散射，进行了非平衡分子动力学模拟，以验证结果。这一发现为纳米结构中声子输运的控制提供了新的见解。
2021-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal Transport in Polymers: A Review
在这篇文章中，我们回顾了不同形态的聚合物的热输运从定向纤维块体非晶态。我们调查早期和最近的努力，在工程聚合物具有高导热性的大规模分子排列制造聚合物。实验实现了极高的热导率的聚合物纳米纤维的突出，并从分子模拟热输运物理的理解进行了讨论。然后，我们过渡到讨论散装无定形聚合物的热传输的物理和它的关系，在聚合物中的分子链的构象强调。我们还讨论了目前的理解如何聚合物的化学会影响在无定形聚合物和一些有限的，但重要的化学结构性能的关系的热传输。最后，提出了该领域的挑战、前景和展望。我们希望这篇综述能启发人们在聚合物热传输领域进行更多的基础和应用研究，以促进科学认识和工程应用。
2020-12-19 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.chem-ph
Effect of electron-phonon coupling on thermal transport in metals: a Monte Carlo approach for solving the coupled electron-phonon Boltzmann transport equations
本研究基于第一性原理开发蒙特卡罗方法求解耦合电子-声子玻尔兹曼输运方程，探究金属热输运，发现高温下电子主导输运，低温下声子贡献显著且Wiedemann-Franz定律失效。
2024-02-13 cond-mat.mtrl-sci nucl-th
Suppression of coherent thermal transport in quasiperiodic graphene-hBN superlattice ribbons
纳米结构超晶格由于其物理性质的可调性，是一种很有前途的新型电子器件材料。周期性超晶格由于在材料之间的边界处的相长波干涉而促进了相干声子的热输运。然而，通过调节超晶格周期，可以诱导从相干到非相干输运状态的交叉。我们最近观察到这种交叉周期性石墨烯-氮化硼纳米带的长度增加的个别域。在一般情况下，输运性质占主导地位的平移对称性和非常规对称性的存在导致不寻常的输运特性。在这里，我们进行非平衡分子动力学模拟研究声子热输运的石墨烯-hBN超晶格以下的斐波那契准周期序列，其中周期性和无序结构之间的。我们的模拟表明，准周期性可以抑制这些超晶格中的相干声子热输运。这种行为与随着斐波那契代的增加，每个晶胞的界面数量增加有关，阻碍了沿着超晶格的声子相干性。石墨烯-hBN超晶格中的相干热传输的抑制使得能够在纳米尺度下对热传导进行更高程度的控制，并且显示出在新型热管理器件的设计中的应用潜力。
2020-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin phonon interactions and magneto-thermal transport behavior in p-Si
自旋-声子相互作用是Si中自旋弛豫的主要过程，并且由于Si中的热输运由声子主导，人们会期望自旋极化影响Si的热导率。在这里，我们报告的实验证据，正是这样的耦合。我们已经进行了同步测量的自旋，电荷，声子输运在p型掺杂硅在很宽的温度范围。在一个实验系统中的独立的两个微米的p-Si梁涂在一个薄（25 nm）的铁磁自旋注入层的一侧，我们使用自加热3 Ω的方法来测量下的磁场的影响下的电导率和热导率的变化。这些磁热输运测量揭示了与自旋-声子相互作用一致的电和热输运变化的特征。拉曼光谱测量和第一性原理的计算支持这些变化是由于自旋-声子相互作用。自旋极化导致声子模式软化，降低群速度的声学模式，并随后降低在室温下的热导率。此外，作为温度的函数的磁热输运测量表明在低温下自旋-声子弛豫行为的变化。
2018-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phononic thermal transport along graphene grain boundaries
我们发现，声子在石墨烯的热输运是不能免疫的晶界（GB）沿温度梯度的方向排列。非平衡态分子动力学模拟揭示了声子热导率（$κ_p$）沿线性超窄晶界包括纵向重复的五边形-七边形位错的大幅减少。格林函数计算和谱能量密度分析表明，$κ_p$是周期性应变场的复杂表现，表现为具有漫反射和镜面声子反射的反射式衍射光栅，是声子-声子非谐散射源。我们的研究结果提供了新的见解的完整性的声子热输运GB石墨烯。
2021-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonons and Thermal Transport in Graphene and Graphene-Based Materials
石墨烯不同寻常的热性质的发现刺激了旨在理解二维材料系统中声子输运和热传导的实验、理论和计算研究。我们提供了一个关键的审查最近的结果在石墨烯热场集中在声子色散，比热，热导率，不同的模型和计算方法的比较。详细分析了石墨烯基材料的声子谱与导热性能之间的关系。在双层石墨烯，同位素工程，和不同的声子色散分支的相对贡献的原子平面旋转的影响进行了讨论。为了读者的方便，本文以综合注释表的形式提供了有关热导率和声子模对热输运贡献的主要实验和理论结果的摘要。
2016-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-ballistic Thermal Transport in Carbon Nanotubes
该研究通过纳入四声子散射的玻尔兹曼输运方程迭代解法，揭示单壁碳纳米管的非弹道热输运机制，解决了其热导率长度依赖性的长期争议，且预测其300K下热导率达3700 W/m-K，为已知材料最高。
2023-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal transport properties of metal/MoS2 interfaces from first principles
采用基于Landauer形式的原子声子输运模型和第一性原理计算，分析了金属/MoS 2界面的热输运性质.所考虑的结构包括化学吸附的Sc（0001）/MoS 2和Ru（0001）/MoS 2，物理吸附的Au（111）/MoS 2，以及具有中间特性的Pd（111）/MoS 2。计算结果说明了一个独特的界面微观结构的细节上的热传递的依赖性。更具体地说，具有较强结合的化学吸附情况表现出通常比物理吸附更小的界面热阻。金属/MoS 2和金属/石墨烯系统之间的比较表明，金属/MoS 2的电阻明显更大。晶格动力学的进一步研究确定了多个不同的原子平面和键合模式的存在下，在界面处观察到的大热阻的关键起源。
2014-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Anisotropic Thermal Transport in Super-Aligned Carbon Nanotube Films
超取向碳纳米管薄膜由于其自身的各向异性和取向的重要作用而具有独特的各向异性热输运特性。然而，由于在制备高质量的超取向CNT膜样品和这种高度各向异性和多孔薄膜的热表征方面的挑战，取向和各向异性热导率之间的关系还没有得到很好的理解。在这里，超对准的碳纳米管薄膜具有不同的取向配置的设计和测量其各向异性的热导率使用时域热反射（TDTR）与椭圆束的方法。结果表明，该取向结构可以将薄膜的跨面热导率kz从6.4调整到1.5 W/mK，面内各向异性比从1.2调整到13.5。这项工作证实了碳纳米管对齐的重要作用，在调整超对齐的碳纳米管薄膜的热传输性能，并提供了一种有效的方法来设计热各向异性薄膜的热管理。
2020-02-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Thermal Transport Measurement Techniques for Nanowires and Nanotubes
无机和有机纳米线和纳米管合成的最新进展为各种功能器件和低维输运现象的研究提供了两种组件。然而，巨大的挑战仍然存在，不仅为这些模块集成到功能器件，而且在这些纳米级模型系统的基本传输特性的表征。特别地，热和热电输运测量可以比电子输运测量复杂得多，特别是对于单个纳米结构。在过去的十年中，一些实验方法测量单个纳米线和纳米管的热和热电性能已被设计来解决这些挑战，其中一些在本章中进行审查和分析。虽然塞贝克系数和电导率也可以从一些测量方法获得，本章的重点是纳米线和纳米管的热导率和热扩散率的测量技术。有人建议，在目前的实验能力的限制将提供丰富的机会，创新的方法来探测基本的热和热电传输现象在个别纳米结构。
2015-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal transport, geometry, and anomalies
热输运和重力之间的关系在1964年Luttinger的开创性工作中得到了强调，并已被广泛发展以理解热输运，最显着的是热霍尔效应。在这里，我们回顾了新的概念，涉及热输运，时空几何和量子场论异常。我们强调凝聚态物质中涌现的想法之间的交叉授粉，特别是外尔和狄拉克半金属，以及对高能物理产生的引力和尺度异常的理解。最后，我们与最近的实验进展，并提出了几个开放的问题的观点。
2021-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci hep-th
