研究目的
研究室温下GaAs晶格热导率在0-20 GPa压力范围内的变化。
研究成果
砷化镓的晶格热导率随压力非线性增加直至相变点，此后急剧下降并呈现各向异性。该研究揭示了砷化镓热导率的压强依赖性，凸显其在热管理应用中的潜力。
研究不足
该研究侧重于理论计算，未包含实验验证。未考虑高阶声子过程及其他散射机制的影响。
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基于第一性原理计算对砷化镓热导率的压力调控
DOI：10.1039/c8cp05858j
期刊：Physical Chemistry Chemical Physics
出版年份：2018
更新时间：2025-09-04 15:30:14
摘要：
本文通过结合第一性原理计算与声子玻尔兹曼输运方程的迭代求解方法，研究了室温下GaAs晶格热导率在0-20 GPa压力范围内的变化规律。首先计算了12 GPa压力下GaAs的晶格热导率，其值较常压条件提升了超过37%。对声子热输运特性的详细分析表明：压力作用同时导致声子群速度增加和声子弛豫时间缩短，从而引起闪锌矿结构GaAs热导率呈现压力诱导的非线性增长。此外，在相变压力以上，GaAs不仅晶体结构发生转变，其声子热输运特性也由各向同性转变为各向异性。本研究为理解压力诱导相变条件下GaAs的热导率提供了定量依据，并强调了压力在调控晶格热导率（尤其是压力诱导相变材料）中的关键作用。
作者：
Zhehao Sun，Kunpeng Yuan，Xiaoliang Zhang，Dawei Tang
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