Origin of the high lattice thermal conductivity of beryllium among the elemental metals

铍 热导率 材料科学 格子(音乐) 冶金 化学 复合材料 物理 声学 有机化学
作者
Yani Chen,Guijian Pang,Fanchen Meng,Wu Li
出处
期刊:Physical review [American Physical Society]
卷期号:109 (22) 被引量:1
标识
DOI:10.1103/physrevb.109.l220302
摘要

From first-principles calculations we reveal that beryllium has the highest lattice thermal conductivity (${\ensuremath{\kappa}}_{\mathtt{ph}}$) among all elemental metals at room temperature. Specifically, the calculated ${\ensuremath{\kappa}}_{\mathtt{ph}}$ is 104(125) ${\mathrm{Wm}}^{\ensuremath{-}1}{\mathrm{K}}^{\ensuremath{-}1}$, contributing $\ensuremath{\sim}50$% (60%) to the total thermal conductivity along the $a(c$) axis, contrary to the common belief that ${\ensuremath{\kappa}}_{\mathtt{ph}}$ is negligible in metals. ${\ensuremath{\kappa}}_{\mathtt{ph}}$ reach the maxima with values of $\ensuremath{\sim}210 {\mathrm{Wm}}^{\ensuremath{-}1}{\mathrm{K}}^{\ensuremath{-}1}$ for both axes at 125 K. The unusually high ${\ensuremath{\kappa}}_{\mathtt{ph}}$ is related to the weak three-phonon scattering with a dip in the intermediate-frequency region, which arises from its high Debye temperature and bunched phonon dispersions. Another consequence of the weak three-phonon scattering is the strong effect of higher-order (fourth-order) anharmonicity and electron-phonon coupling on ${\ensuremath{\kappa}}_{\mathtt{ph}}$. We also predict that ${\ensuremath{\kappa}}_{\mathtt{ph}}$ increases significantly with pressure, mainly due to the weakening of four-phonon scattering, and consequently exceeds the electronic contribution ${\ensuremath{\kappa}}_{\mathtt{e}}$ by more than one third in both axes at 20 GPa. Our work deepens the understanding of thermal transport in metals, and can benefit the search of metals with high thermal conductivity.
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
1秒前
朵朵发布了新的文献求助10
1秒前
田様的应助被ren采纳,获得10
1秒前
moxiu333完成签到,获得积分10
1秒前
平常夏山发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
望舒与扶光完成签到 ,获得积分10
3秒前
苹果灰狼完成签到,获得积分10
3秒前
摆渡人发布了新的文献求助10
4秒前
jingzeng发布了新的文献求助10
5秒前
夏儿发布了新的文献求助20
5秒前
cjzj给cjzj的求助进行了留言
6秒前
7秒前
平常夏山发布了新的文献求助10
8秒前
ding的应助被莹莹采纳,获得10
9秒前
在水一方的应助被大胆迎梅采纳,获得10
9秒前
繁荣的青旋完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
yang完成签到 ,获得积分10
10秒前
CipherSage的应助被huanglihong采纳,获得10
11秒前
11秒前
Aingen发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
所所的应助被无情的哑铃采纳,获得10
12秒前
12秒前
13秒前
繁荣的青旋关注了科研通微信公众号
14秒前
14秒前
搞怪纸鹤发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
Ray完成签到,获得积分10
16秒前
ZHOUZHEN完成签到,获得积分10
16秒前
李健的应助被知性的千秋采纳,获得10
16秒前
17秒前
脑洞疼的应助被zsy采纳,获得20
17秒前
18秒前
alansk完成签到,获得积分10
18秒前
上官若男的应助被xiaoyi采纳,获得10
18秒前
妙木仙发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Organizational Behavior 510
A Silent Apostrophe:The Fayum Portraits 350
Sing with Understanding: Introduction to Theology in Christian Congregational Song, 3rd ed 330
Auslegung und Untersuchung einer invers ausgelegten Beschaufelung eines einstufigen Axialverdichters mit Vorleitrad (German) 300
AI-Contracting 300
四川大学学位论文.郭瑞昂. 基于高压热扩散的n型磷掺杂金刚石半导体制备研究 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 化学工程 内科学 物理 生物化学 复合材料 催化作用 细胞生物学 人工智能 心理学 无机化学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7839879
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9361759
关于积分的说明 20622646
捐赠科研通 7434321
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3339431
关于科研通互助平台的介绍 2483808
邀请新用户注册赠送积分活动 2361038