埃舍尔比扭转范德华纳米线中的异常热输运：为热应用缺陷与应变工程带来关键启示

为解决范德华（vdW）层状纳米材料中位错对热输运影响机制不明且实验见解有限的问题，研究人员以合成的含单螺旋位错的埃舍尔比扭转 vdW GeS 纳米线（NWs）为模型展开研究。结果发现位错稳定单斜结构，大直径 NWs 热导率大幅下降，扭转 NWs 还存在热导率随直径减小而反常增强现象。该研究为热应用的缺陷和应变工程提供了重要依据。

　　范德华（vdW）层状纳米材料中的位错会引发应变和结构变化，这对热输运有着重大影响。理解这些效应有助于通过操控位错提升热电和光电应用性能，但目前相关实验研究还很有限。在这项研究中，研究人员利用含有单螺旋位错的合成埃舍尔比扭转 vdW 硫化锗（GeS）纳米线（NWs）作为模型系统，探究位错诱导的结构变化与晶格热导率之间的相互作用。测量结果显示，位错使单斜结构稳定，导致大直径 NWs 的热导率显著下降（室温下降低 70%），第一性原理计算也证实了这一点。有趣的是，研究还发现扭转 NWs 中热导率随直径减小反常增强，这与非扭转 GeS NWs 的典型趋势相反。这归因于中心位错周围的压缩应变使 NWs 芯部附近的热导率增加，且与基于密度泛函理论（DFT）的核壳模型相符。研究结果凸显了位错在热传导中的关键作用，为先进热应用中的缺陷和应变工程提供了基础见解 。