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J-GLOBAL ID：201702211105938876   整理番号：17A0702644

平面ハニカム構造を有する単層窒化ガリウム(GaN)の軌道に駆動された低熱伝導率:比較研究【Powered by NICT】

Orbitally driven low thermal conductivity of monolayer gallium nitride (GaN) with planar honeycomb structure: a comparative study

著者 (5件)： Qin Zhenzhen (College of Electronic Information and Optical Engineering, Nankai University, Tianjin 300350, China. [e-mail]) ,  Qin Guangzhao ,  Zuo Xu ,  Xiong Zhihua ,  Hu Ming
資料名： Nanoscale  (Nanoscale)
巻： 9  号： 12  ページ： 4295-4309  発行年： 2017年 
JST資料番号： W2323A  ISSN： 2040-3364  CODEN： NANOHL  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 代表としてグラフェンを持つ二次元(2D)材料は長い間研究されている。近年,ハニカム構造を有する単層窒化ガリウム(ML GaN)を実験で作製した,ナノ-オプトエレクトロニクスにおけるその有望な用途のために大きな研究関心を生成することに成功した。全てこれらの応用は熱輸送に関与する不可避的に考慮すると,2D GaNのフォノン輸送特性の系統的研究が求められている。本論文では,第一原理計算に基づくBoltzmann輸送方程式(BTE)を解いて,ML GaNのフォノン輸送特性の包括的な研究を行い,バルクGaN,2Dグラフェン,シリセンとML BN類似のハニカム構造を詳細に比較した。グラフェンへのML GaNの類似した平面構造を考慮すると,ML GaN(14.93 W mK~ 1)の熱伝導率(κ)はグラフェンのそれよりも二桁以上低く,座屈構造をもつシリセンのそれよりも低いことを見出すために非常に興味深い。系統的分析は,ポテンシャルエネルギー井戸をもつフォノン分枝からの寄与,モードレベルフォノン群速度と寿命間の比較,フォノン-フォノン散乱の詳細なプロセスとチャネル,およびフォノン非調和性の研究に基づいて行った。グラフェンとML BNとは異なり,2D GaNにおけるフォノン-フォノン散乱選択則であるGaとN原子間の原子半径と質量の差異に起因して低下した対称性によりわずかに壊れたことを見出した。更なる電子構造から得られる深い洞察。ML GaNにおけるGad軌道により仲介される特別な.軌道ハイブリダイゼーションの結果,強く偏光したGa-N結合,局在電荷密度,およびその不均一分布は,大きなフォノン非調和性を誘導し,ML GaNの固有低κをもたらした。本研究で解明されたML GaNの軌道に駆動された低κは熱電材料のようなエネルギー変換への応用のための2D GaN前向きになる。著者らの研究は,BTE,さらに電子構造の枠内でML GaNにおけるフォノン輸送の基本的理解,2D材料のナノスケールのフォノン輸送の研究を濃縮し,更なる研究に光を当てると思われるを提供する。Copyright 2017 Royal Society of Chemistry All Rights reserved. Translated from English into Japanese by JST【Powered by NICT】

シソーラス用語： *熱伝導率 ,  フォノン ,  *ハニカム構造 ,  グラフェン ,  対称性 ,  *単一層 ,  二次元 ,  電子構造 ,  *窒化ガリウム ,  *ガリウム
準シソーラス用語： ナノスケール ,  電荷密度 ,  フォノン散乱 ,  第一原理計算 ,  フォノン輸送 , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (5件)： 比熱・熱伝導一般  (BL05021E) ,  表面の格子振動  (BL03060R) ,  非金属のその他の熱的性質  (BL05040J) ,  無機化合物の赤外スペクトル及びRaman散乱,Ramanスペクトル  (BM08063C) ,  炭素とその化合物  (YB02060D)

タイトルに関連する用語 (7件)： ハニカム構造 ,  単層 ,  窒化ガリウム ,  GaN ,  軌道 ,  熱伝導率 ,  研究