近年来，二维（2D）层状材料的导热性（包括石墨烯，六方氮化硼，过渡金属二硫化物，磷烯及其异质结构）引起了广泛的研究关注。这是因为它们具有独特的基本特征，例如明显的尺寸依赖性，流体动力声子传输以及在热管理，热涂层和热电学方面的潜在应用。近日，重庆邮电大学Dengfeng Li，新加坡A*STAR Gang Zhang等通过基于密度泛函理论求解声子玻尔兹曼输运方程，研究了铝插层双层δ4硼墨烯片的导热系数。
本文要点：
1）研究表明，尽管插入铝的硼墨烯的总原子密度大于δ4硼墨烯的总原子密度，但其面内热导率显着提高。随着金属原子的插入，armchair方向的热导率从53.8 Wm-1K-1 160.2 Wm-1K-1，沿着之字形方向的热导率从115.7 Wm-1K-1增加到157.2 Wm-1K-1。
2）这种显著的增强归因于铝插入的硼墨烯中的声分支的聚集，这减少了高频三声子的声子散射过程的相空间。
3）除了显著增加的热导率外，Al插层还可以调节面内各向异性。
该工作表明了金属原子嵌入在2D van der Waals材料对面内导热率中的重要性，并且对从热管理到热电设计的各个领域都具有实际意义。
Yanxiao Hu, et al. Three-fold enhancement of in-plane thermal conductivity of borophene through metallic atoms intercalation. Nano Lett., 2020
DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c03135
