硼烯量子热输运性质研究

发布时间：2021-08-26 09:53

　　石墨烯由于其独特的电子和力学性能,以及超高的热导率,在电子器件领域有着广阔的应用前景。而硼作为碳元素在元素周期表中的“邻居”,在很久之前就受到了研究者们的广泛关注。很多理论研究表明硼也存在单原子厚度的二维结构,但是由于硼元素的缺电子性,使得在实验中很难制备出单层硼二维材料。最近,研究人员终于在银的（111）面上成功制备出了单层硼二维材料——硼烯（borophene）。随后,越来越多的研究者通过实验和理论的方法对硼烯进行了研究,发现这种新型二维材料拥有很多优秀的性质。然而,硼元素和碳元素的原子质量相差无几,硼烯的结构和石墨烯的结构也非常相似,那么硼烯的热输运性质和石墨烯相比又会如何呢?本文结合第一性原理和非平衡格林函数研究了硼烯的热输运性质,为寻找新型导热材料提供了理论依据。本文的主要结论如下:第一,我们研究了（?）₆型氢化硼烯（borophane）的热输运性质。研究发现borophane在室温下沿扶手椅方向的量子热导大于石墨烯,并且存在一个维度交叉现象,在低频声子存在二维传输,高频声子(950¹450cm^-1)为一维传输... 

【文章来源】：重庆邮电大学重庆市

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

微集成电路中的功率密度的发展

图 1.1 微集成电路中的功率密度的发展来的集成电子器件当中，不仅需要寻找高热导的辅助散热材料子器件的同时优先考虑器件的热输运性质，这样才能使电子器。研究地位纳米体系的热输运性质对未来集成电路和纳米电子要的。隔热问题在超大型发动机和高速机车上愈发明显，也引起了人们，在高速飞行的飞机的发动机表面，有一种热屏障涂层，这种涂率的凝胶材料构成，该涂层能够隔绝金属部件和高温气流，使环境中也能稳定的运行，从而增加了飞机发动机的工作效率。中，这种涂层由于长期处于高温环境当中，会过早的失效。因种低热导率的材料，不仅具有很好的隔热效果，还能稳定的保

4图 1.3 理论预测的硼二维结构2015 年底，美国纽约州立大学的 Oganov、西北大学的 Hersam 以及阿贡国验室的Guisinger带领的实验团队在银的(111)面上成功制备出了硼二维材料—烯(borophene)[25]。如图 1.4 所示，这种硼二维材料中的硼原子呈蜂窝状排列，与石墨烯不同的是，在六角形结构的中心还有一个硼原子，并且这种材料不是面的，在垂直方向有一个褶皱，通过 DFT 理论计算，发现了该种硼二维材料属性，并且在 armchair 和 zigzag 方向上具有很高的各项异性，在力学性质方面种材料拥有超过石墨烯的杨氏模量，且拥有负的泊松比。

【参考文献】：
期刊论文
[1]The rare two-dimensional materials with Dirac cones[J]. Jinying Wang,Shibin Deng,Zhongfan Liu,Zhirong Liu.  National Science Review. 2015(01)



本文编号：3364024