二维CdO的低晶格热导率研究

摘要

寻求具有较小晶格热导率klat的高热电性能的二维材料具有重要意义。基于从头计算和声子玻耳兹曼输运理论,该研究首先对二维CdO结构进行优化,并通过计算声子谱验证了单层CdO的动力学稳定性。在此基础上详细研究了单层CdO的声子输运性质。计算表明在室温下单层CdO的晶格热导率klat约为5.7 W/(m·K),低于单层石墨烯、磷烯、黑磷和MoS2等二维材料的晶格热导率。其中,Z方向声学模式(Z-direction acoustic,ZA),横声学支(transverse acoustic,TA),纵声学支(longitudinal acoustic,LA),Z方向光学模式(Z-direction optical,ZO),横光学支(transverse optical,TO),纵光学支(longitudinal optical,LO)对klat的百分比贡献分别为73.7%、13.9%、3.7%、2.8%、4.7%和1.2%。研究发现,ZA、TA、LA声学支和光学支之间的强散射是导致单层CdO低热导率的原因。本文计算结果可用于指导基于CdO的低维热电器件的设计。