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      對納米帶邊緣結(jié)構(gòu)的微小調(diào)整可以極大地改變熱傳導(dǎo)
      
			
      
				2019-07-06 08:32:55
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      A * STAR研究人員的一項(xiàng)新研究表明，黑色磷膦是一種不尋常的二維(2-D)化合物，可能為避免破壞納米級電路中的熱點(diǎn)提供策略。
      

      雖然石墨烯薄膜中的碳原子完全平坦地位于表面上，但是由于磷原子的鍵合偏好，黑色的磷膦具有明顯的皺褶形狀。研究表明，這種2-D薄膜的鋸齒形結(jié)構(gòu)使其在不同方向上的表現(xiàn)不同：例如，它可以沿一個軸緩慢傳輸電子，但在垂直方向上快速傳輸。
      

      對納米帶邊緣結(jié)構(gòu)的微小調(diào)整可以極大地改變熱傳導(dǎo)
      

      A * STAR高性能計(jì)算研究所的Xiangjun Liu指出，黑色磷光體的功能超越了高速電子產(chǎn)品。“它具有光學(xué)，機(jī)械和熱性能，都具有方向依賴性，”他說。“這源于獨(dú)特的褶皺結(jié)構(gòu)，當(dāng)我第一次看到它時，它給我留下了深刻的印象。”
      

      研究人員推測，使用精確控制的聲子 - 'quanta'或存在于黑色磷光體組件中的振動能量包，可以從納米級電路中吸收多余的熱量。
      

      劉和他的同事將他們的研究集中在一個重要的結(jié)構(gòu)問題上，這個問題會影響磷的熱導(dǎo)率 - 二維薄膜邊緣的原子結(jié)構(gòu)。研究人員已經(jīng)預(yù)測，膦可以具有通過兩個末端原子的偶聯(lián)形成的二聚體邊緣，或者由多原子鍵合產(chǎn)生的能量穩(wěn)定的管狀邊緣。
      

      為了解不同的邊緣結(jié)構(gòu)如何影響導(dǎo)熱系數(shù)，A * STAR團(tuán)隊(duì)使用計(jì)算機(jī)算法來模擬溫度梯度內(nèi)的聲子傳遞。他們將磷光膜模擬為窄的矩形納米帶，并觀察到原始納米帶的熱導(dǎo)率大部分均勻。另一方面，二聚體和管端接的模型優(yōu)選將熱量引導(dǎo)到遠(yuǎn)離邊緣的中心區(qū)域。
      

      進(jìn)一步的計(jì)算表明，管邊模型產(chǎn)生了與其他磷光體結(jié)構(gòu)不同的聲子激發(fā) - 它們表現(xiàn)出一種新型的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動，以及稱為呼吸模式的幾何膨脹和收縮。劉解釋說，這些額外的運(yùn)動可能是為什么管邊緣散射熱振動并保持冷卻的原因。
      

      通常，當(dāng)橫向拉緊時，2-D材料的散熱能力降低。然而，管封端的納米帶在應(yīng)變下具有幾乎恒定的導(dǎo)熱性 - 這可能在將來的可穿戴技術(shù)中有用。
      

      “與應(yīng)變無關(guān)的熱行為可能有利于需要穩(wěn)定性能同時受到拉傷或扭曲的設(shè)備，”劉說。“Phosphorene在柔軟和柔性電子產(chǎn)品的應(yīng)用方面具有巨大潛力。”
      
			

			
        
      
			
      
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