控制和理解納米尺度的熱流具有挑戰性,但對基礎科學和應用非常重要。二維(2D)層狀材料或許為應對這些挑戰提供了終極解決方案。盡管有報道稱2D異質結構的熱導率較低(幾mW m?1 K?1),但由于各層之間近乎理想的接觸,聲子主導的熱輸運仍然很強。
深圳技術大學Cun-Zheng Ning等通過將層間距離從完全接觸增加到幾納米來實驗性地探索熱傳輸機制。
本文要點:
(1)
作者證明WS2/石墨烯界面上聲子主導的熱導率隨著層間距離的增加而進一步降低,直到空氣主導的熱導率再次增加。我們發現,兩種熱傳導機制的折衷導致在2.11 nm處存在1.41×105 W m?1 K?1的最小熱導率,這是先前報道的最小值的千分之二。
(2)
作者的工作為工程隔熱結構和理解最終小尺度下的熱傳輸提供了有效的方法。
參考文獻:
R. Zhang, L. Gan, D. Zhang, H. Sun, Y. Li, C.-Z. Ning, Extreme Thermal Insulation and Tradeoff of Thermal Transport Mechanisms Between Graphene and WS2 Monolayers. Adv. Mater. 2024, 2313753.
DOI: 10.1002/adma.202313753
https://doi.org/10.1002/adma.202313753