Étude des propriétés thermiques de borophène à partir des principes premiers

Très récemment, un nouveau matériau bidimensionnel (2D) à élément unique, le borophène, a été cultivé avec succès sur une surface d'argent dans des conditions d'ultra-vide pristine, ce qui suscite un intérêt considérable. Dans cet article, la conductivité thermique de la maille, les durées de vie des phonons, l'expansion thermique et les modules élastiques dépendant de la température du borophène sont étudiés de manière systématique en utilisant les premiers principes. Nos simulations montrent que le borophène possède des propriétés thermiques uniques. Un fort scattering des phonons est observé dans le borophène, ce qui entraîne sa conductivité thermique de maille étonnamment basse. Les coefficients d'expansion thermique le long des directions armchair et zigzag de borophène présentent des valeurs négatives impressionnantes. Plus frappant encore, les modules élastiques sont considérablement renforcés à mesure que la température augmente, et les rapports de Poisson dans le plan sont trouvés le long des directions armchair et zigzag autour de 120 K. Les mécanismes de ces propriétés thermiques uniques sont également discutés dans cet article.