Anomalous thermal response of bulk diamond to uniaxial (100) strain: A first-principles prediction

热导率 声子 材料科学 热传导 钻石 凝聚态物理 非谐性 玻尔兹曼方程 声子散射 原子间势 热力学 分子动力学 复合材料 物理 化学 计算化学
作者
Biao Wang,Junhong Zhao,Yanwei Hu,Yurong He,N. B. Rodionov,Jiecai Han,Jiaqi Zhu
出处
期刊:Physical review [American Physical Society]
卷期号:106 (18) 被引量:7
标识
DOI:10.1103/physrevb.106.184303
摘要

Diamond, a material that exhibits ultrahigh thermal conductivity with a sensitive thermal response to stress, is an ideal heat-sink material in the embedded cooling paradigm. This study uses first-principles calculations with the phonon Boltzmann transport equation to predict the variation rules of the thermal conductivity of diamond along the $\ensuremath{\langle}100\ensuremath{\rangle}$ crystal direction under strains at three orders of magnitude: 0.1%, 1%, and 10.5%. Density functional theory is used to predict the stress--strain dependence of diamond and the temperature-dependent thermal conductivity of unstrained diamond. The predictions are in good agreement with the experimental results. The calculated uniaxial strain--thermal conductivity dependence results reveal that the thermal conductivity of diamond abnormally increases by approximately 15% under small-scale uniaxial strain because of the weakened anharmonic interatomic force constants. Under large-scale strain, the thermal conductivity considerably decreases because of reduced phonon group velocities and increased numbers of phonon scattering channels. The findings in this study will guide analyses of the dependence of thermal conductivity on strain in other diamondlike structures, such as Group IV element-based materials. The abnormal thermal response at small strain is expected to lead to the realization of an artificial thermal conduction channel.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
tramp应助puzhongjiMiQ采纳,获得10
刚刚
天天向上发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
wdh完成签到,获得积分20
1秒前
judy完成签到,获得积分10
1秒前
实验室扛把子完成签到,获得积分10
1秒前
阿鲁发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
贪玩的莫英完成签到,获得积分10
2秒前
freedom发布了新的文献求助10
2秒前
彭于彦祖应助惬意的晚风采纳,获得20
3秒前
刻苦秋烟完成签到,获得积分10
3秒前
共享精神应助犹豫绾绾采纳,获得10
3秒前
wdh发布了新的文献求助30
4秒前
瞿采枫发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
852应助smart采纳,获得10
5秒前
Ankher完成签到,获得积分10
5秒前
swy完成签到 ,获得积分10
5秒前
鲜艳的皮皮虾完成签到 ,获得积分10
5秒前
隐形曼青应助青wu采纳,获得10
6秒前
FK7发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
嗒嗒嗒薇完成签到 ,获得积分10
7秒前
快乐星球发布了新的文献求助10
7秒前
XudongHou完成签到,获得积分10
8秒前
赵勇发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
等待的寻双完成签到,获得积分10
8秒前
特独斩完成签到,获得积分10
10秒前
freedom完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
wshwx完成签到,获得积分10
10秒前
violet完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
我是老大应助安全平静采纳,获得10
11秒前
干净惜蕊发布了新的文献求助10
11秒前
yirann完成签到,获得积分10
12秒前
自由擎汉发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
高分求助中
The world according to Garb 600
Разработка метода ускоренного контроля качества электрохромных устройств 500
Mass producing individuality 500
Chinesen in Europa – Europäer in China: Journalisten, Spione, Studenten 500
Arthur Ewert: A Life for the Comintern 500
China's Relations With Japan 1945-83: The Role of Liao Chengzhi // Kurt Werner Radtke 500
Two Years in Peking 1965-1966: Book 1: Living and Teaching in Mao's China // Reginald Hunt 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3820668
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3363564
关于积分的说明 10423418
捐赠科研通 3081956
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1695358
邀请新用户注册赠送积分活动 815060
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 768856