二元氧化物Yb3TaO7的非晶状热传导机理

具有非晶状热导率的固体材料在热能转换和热管理应用中备受青睐.因此,揭示晶体材料的非晶状热传导机理对于开发和设计低热导率材料至关重要.本文运用原子模拟方法揭示了萤石结构二元简单晶体Yb3TaO7的非晶状低热导率的物理机理.研究发现,萤石Yb3TaO7的低热导率主要是由O-Yb和O-Ta之间的原子间结合力相差较大引起的.这种相差较大的原子键可以极大地软化声子模式,从而抑制声子输运.振动模式分解显示,萤石Yb3TaO7中的大多数声子模式位于Ioffe-Regel极限以下,表现出强烈的扩散特征.萤石Yb3TaO7中绝大部分(＞90％)的热流是通过扩散模式而不是传播模式传输.因此,萤石Yb3TaO7中的热传导表现出独特的类非晶特性.同时发现,萤石Yb3TaO7中的光学声子模式在热传导中发挥着重要的作用.本文对于原子间结合力与低热导率之间关系的认识,以及开发和设计低热导率材料提供了新思路.