准一维（ ）中的非谐晶格动力学与相干声子隧穿驱动的非单调热输运

《Physical Review B》：Anharmonic lattice dynamics and coherent phonon tunneling driven nonmonotonic thermal transport in quasi-one-dimensional ( )

　　搜索和设计超低热导率材料对于热电和热管理至关重要。利用第一性原理计算和统一的热输运理论，我们系统地研究了正交相Be??2（?? = Cl, Br, I）的晶格动力学，考虑了非简谐声子重整化（APR）以及三声子和四声子散射。由于其准一维（quasi-1D）结构，这些化合物表现出显著的热各向异性。链方向（??轴）的晶格热导率（????）遵循标准的1/??标度，而横向（??和??轴）的????则表现出异常的非单调温度依赖性。这种行为源于粒子状声子输运与波状相干声子输运之间的竞争。随着温度升高，增强的声子散射展宽了声子线宽，增加了相邻模式之间的谱重叠，并加强了非对角耦合，从而促进了相干输运通道，该通道最终主导????。四声子散射显著抑制了粒子状贡献，尤其是在含有较重卤素的化合物中。APR使选定的低频声学模式硬化，并增加了相应的方向分辨声子群速度，但它也通过温度依赖的原子间力常数改变了非简谐散射率和声子寿命。因此，APR对????的协同效应具有方向依赖性，并反映了这些简谐与非简谐因素之间的竞争。总体而言，我们的研究结果阐明了准一维Be??2中相干声子隧穿与高阶非简谐性之间的相互作用，并为热管理和超低热导率材料的设计提供了理论指导。