بسیار پایین هدایت حرارتی در 1D نرم ساختار زنجیره ای ماد (X = Br, I)

کم حرارتی حمل و نقل و خواص بسیار مهم برای برنامه های کاربردی در thermoelectrics و پوشش های سد حرارتی. امروزه استراتژی برای به دست آوردن هدایت حرارتی پایین در مواد فله شامل چند مقیاس نقص (اتمی نانو و meso-scale) سنگین وزن مولکولی پیچیده کریستال ساختار بزرگتر سلول واحد و قوی anharmonicity.

در مقاله اخیر در علوم چین مواد ، لی دونگ ژائو از دانشگاه Beihang و همکاران پیشنهاد یک استراتژی جدید برای جستجو ذاتا هدایت حرارتی پایین در یک بعدی ساختار بلوری. با استفاده از اصول اوليه محاسبات و تجربی سنتز آنها دریافتند یک نوع از مواد بسیار با هدایت حرارتی پایین یعنی BiSeX (X= Br, I) با یک بعدی ساختار زنجیره ای. مکانیسم های پشت هدایت حرارتی کم شد نشان داد از جنبه ساختار بلوری توسط نوترون پودر-پراش اندازه گیری و متوسط موزون انحراف اصلاح اسکن الکترونی عبوری میکروسکوپ (بنیادی).

به بررسی ریشه های ultralow هدایت حرارتی نویسندگان مقایسه با چند آنالوگ است که نمایشگاه مکعب (3D) لایه- (2D) و زنجیره ای مانند (1D) سازه های کریستال و پیدا کردن که هدایت حرارتی را نشان می دهد یک روند کاهشی از 3D, 2D to 1D (انجیر. 1) است که با توجه به پیوند شیمیایی قدرت بین پایین ساختار سه بعدی تبدیل شدن به تدریج ضعیف تر و ضعیف تر است.

"بر اساس این دستورالعمل به ما نشان داد که پیوند شیمیایی در امتداد زنجیره ای بیشتر تضعیف شده با هالوژن اتم" گفت: پروفسور ژائو. بنابراین شیمیایی bondings از BiSeX همراه هر سه بلوری جهت ضعیف تر از سایر ترکیبات (انجیر. 2) نمایش یک شبه 0D ساختار بلوری.

متفاوت از ultrahigh هدایت حرارتی الماس (> 2000 W m-1, K-1) با قوی کووالانسی بین اتم های کربن به فونون حمل و نقل در بیسموت selenohalides شد به طور قابل توجهی می یابد. به عنوان یک نتیجه, آنها در این نمایشگاه بسیار پایین هدایت حرارتی. "هدایت حرارتی از BiSeI در 573 K می رسد ~0.27 W m-1 K-1 است که نزدیک به نظری حداقل ارزش" تاکید پروفسور ژائو.

این یافته ها باز کردن یک چشم انداز دستیابی به پایین هدایت حرارتی مواد در یک بعدی زنجیره ای حاوی فله با ساختار برنامه های کاربردی بالقوه در زمینه های سد حرارتی پوشش مواد ترموالکتریک ،

###

این کار منتشر شد آنلاین در علوم چین مواد و برجسته علم (علم 368 (2020) 1325.) (انجیر. 3).

این کار حمایت شد کلید ملی پژوهش و برنامه توسعه از چین (2018YFA0702100, 2018YFB0703600) ملی علوم طبیعی پایه و چین (51772012, 51632005), بنیاد ملی علوم برای برجسته دانش پژوهان جوان (51925101) شنژن طرح طاووس تیم (KQTD2016022619565991), پکن, طبیعی, علوم پایه (JQ18004) چین فوق دکتری علوم پایه گرانت (2019M650429) و 111 پروژه (B17002).

نگاه کنید به مقاله: D. Wang, et al. "بسیار پایین هدایت حرارتی از بیسموت selenohalides با 1D نرم ساختار کریستال". علم چین مواد (2020) (https://doi.org/10.1007/s40843-020-1407-x)

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.