陈辰课题组在反常低温玻璃态热输运机理的研究中取得新进展
2025/10/11 来源: 编辑:

       

      近日,美国科学院院刊(PNAS)在线发表了大湾区大学物质科学学院陈辰研究员、奥地利科学院曾泽柱博士与美国加州大学伯克利分校程冰清教授等合作的关于钙钛矿晶体中反常低温玻璃态热输运机理的研究工作。陈辰研究员为该论文的共同通讯作者。





研究背景及成果介绍


       晶体与玻璃具有本质不同的热输运机制,因此其热导率随温度变化的趋势也截然不同。然而,钙钛矿型晶体Cs3Bi2I6Cl3却表现出类玻璃的热导率,这一现象既反常又尚未得到充分理解。

       该工作通过实验发现了钙钛矿晶体Cs3Bi2I6Cl3在低温下展现玻璃态热输运行为(热导率随温度几乎稳定上升,且没有出现晶体中常见的非单调的热导率温度依赖性)。通过构建高精度神经演化机器学习势(NEP)以及路径积分分子动力学模拟,作者发现Cs3Bi2I6Cl3晶体在低温下存在原子无序分布,导致晶格畸变,从而有效散射了低温声子。作者进一步基于晶格动力学和Wigner thermal transport 理论,基于无序晶体模型计算复现了低温下的玻璃态热输运。本研究为预测晶体中的类玻璃热输运行为提供了全面的理论框架,为设计具有定制化热性能的材料奠定了基础。



图1 实验测量的部分典型晶体与玻璃的热导率




论文链接


https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2415664122