Sc2CT2(T = F, OH) MXenes中有前景的电子迁移率和高热导率

MXenes，即新型二维过渡金属碳化物和氮化物，因其多样的应用和卓越的性能而受到广泛关注。然而，大多数MXene材料的热电性质尚未得到研究。本研究采用第一性原理计算，探讨了半导体Sc2CT2 (T = F, OH) MXenes的电学和热学性质。我们发现Sc2CT2 (T = F, OH) MXenes均表现出优异的载流子迁移率。在室温下，Sc2CF2 MXene的电子迁移率在锯齿形和扶手椅方向上分别为5.03 × 10(3)和1.07 × 10(3) cm(2) V(-1) s(-1)，发现其具有强烈的各向异性。Sc2CF2在锯齿形方向上的预测电子迁移率几乎是有前景的半导体磷烯在扶手椅方向上的四倍。与Sc2CF2相比，Sc2C(OH)2呈现出近似各向同性的电子迁移率。锯齿形和扶手椅方向的室温值分别为2.06 × 10(3) cm(2) V(-1) s(-1)和2.19 × 10(3) cm(2) V(-1) s(-1)。在热学性质方面，已确定Sc2CT2 (T = F, OH) MXenes的热导率。预测值高于大多数金属和低维半导体材料，如单层MoS2和磷烯。特别是，基于5 μm长的片材，Sc2CF2扶手椅方向的室温热导率高达472 W m(-1) K(-1)，甚至高于最佳传统导体银。在锯齿形方向上，Sc2CF2的热导率计算为178 W m(-1) K(-1)。Sc2C(OH)2的热导率相较于Sc2CF2较低且各向异性较小。扶手椅（锯齿形）方向的室温值确定为173 W m(-1) K(-1)（107 W m(-1) K(-1)）。基于其优异的电子迁移率和高热导率，Sc2CT2 (T = F, OH) MXenes都可能成为下一代电子设备的有前途的候选材料。”},{