中國粉體網(wǎng)訊 5月15日，最新一期Nature發(fā)表了“Suppressed thermal transport in silicon nanoribbons by inhomogeneous strain”一文。在本文中，北京大學(xué)工學(xué)院楊林研究員與北京大學(xué)物理學(xué)院高鵬教授、杜進(jìn)隆工程師及西安交通大學(xué)岳圣瀛教授等人提出了實(shí)驗(yàn)探究非均勻應(yīng)力對導(dǎo)熱調(diào)控的新策略。該成果揭示了均勻應(yīng)力下不存在的，由應(yīng)變梯度導(dǎo)致的獨(dú)特聲子譜擴(kuò)展效應(yīng)及其對導(dǎo)熱的反常抑制現(xiàn)象。
（圖源：Nature）
研究團(tuán)隊(duì)通過在自制的懸空微器件上彎曲單個(gè)硅納米帶（SiNRs）來誘發(fā)非均勻應(yīng)變場，并利用基于掃描透射電子顯微鏡的、具有亞納米分辨率的電子能量損失譜（STEM-EELS）技術(shù)表征局域晶格振動(dòng)譜，結(jié)果顯示，0.112％/nm應(yīng)變梯度將導(dǎo)致熱導(dǎo)率（κ）顯著降低34±5％，是均勻應(yīng)變下熱導(dǎo)率調(diào)制結(jié)果的3倍以上。
為了揭示應(yīng)變對聲子傳輸?shù)挠绊懀芯繄F(tuán)隊(duì)運(yùn)用同時(shí)具備亞納米級空間分辨率和毫電子伏特（meV）能量分辨率的STEM-EELS技術(shù)，首次表征了完全受非均勻應(yīng)變調(diào)控的聲子模式，揭示了應(yīng)變梯度下奇特的聲子譜擴(kuò)展效應(yīng)。
該工作為長期以來有關(guān)非均勻應(yīng)變對聲子傳輸影響的難題提供了關(guān)鍵線索。不僅清楚地揭示了非均勻應(yīng)變對固體導(dǎo)熱的調(diào)制機(jī)理，而且為基于應(yīng)變工程的功能性器件（高性能的熱電轉(zhuǎn)換器件、功能性熱開關(guān)器件等）的創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供了重要思路。
參考來源：Nature、高分子科學(xué)前沿
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/梧桐）
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