固体材料的晶格热导率是其热切的本征性质之一天天色综合网，在多个限制决定了材料的性能锋利，如需要低晶格热导率的热电限制。热电限制中关于晶格热导率的交融弥远基于Slack模子的这一简化公式，而Slack模子决定的低热导率机制主要齐集于柔声速、大晶格非谐以及复杂晶体结构等，酿成了固有的盘考想路。从21世纪以来，当代晶格热导率表面策画中当然演化出的看法——由低频光学声子引起的大的散射相空间，是Slack模子中不存在的一种新的低热导率机制。况兼通过对低频光学声子振动风物的分析，还不错得到与材料特有振动行径的领略。这类通过关于材料声子特质表面交融开展的使命虽有前期报谈，但仍未得到热电限制的嗜好。
上海大学材料基因组工程盘考院杨炯锤真金不怕火团队通过对低频光学声子的潜入交融，与多家著名单元融合，发表多篇顶级刊物。具体效力如下：
一、在与中国科学时间大学（合肥微圭臬物资科学国度盘登第心）肖翀锤真金不怕火团队的细致融合中，盘考发现了非层状的正交晶系化合物PbSnS3中化学键强度的不均匀散布，这一特质导致其显赫的热导率各向异性，致使卓绝好多传统层状材料。该效力以杨炯锤真金不怕火团队对声子结构和各向异性热输运等级一性旨趣策画为热切分析技巧，不雅察到PbSnS3低频光学支风物的集体振动行径偏执与声学支的强耦合，该集体振动行径时时仅出当今层状材料中。进一步分析发现，Pb原子的孤对电子导致Pb-S键强度介于共价键/离子键和范德华力之间，促成了PbSnS3中一样层状材料的孤独振动单元的酿成，从而产生了显赫的各向异性热导率。这一发现不仅拓宽了高各向异性热导率材料的探索界限，也为热处分时间的发展提供了新的想路。该效力在以“Maldistribution of chemical bond strength inducing exceptional anisotropy of thermal conductivity in non-layered materials”为题，在《Angewandte Chemie International Edition》（IF=16.1）上发表。
图（a）PbSnS3的热导率各向异性。（b）PbSnS3单晶不同温度下的热导率各向异性。（c）经典热处分材料在室温下的热导率各向异性比值。（d）PbSnS3的声子谱及声子态密度。（e）PbSnS3低频光学支的振动风物暗意图。
二、继前期融合之后，杨炯锤真金不怕火团队与肖翀锤真金不怕火团队再次联袂，在《Journal of the American Chemical Society》（IF=14.4）上发表了题为“Interlayer Phonon Coupling from Heavy and Light Sublayers in a Natural Van der Waals Superlattice”的盘考效力。该盘考揭示了范德华超晶体材料中超低热导率的发源。基于对超晶体材料和母体材料声子结构和振动风物的第一性旨趣策画与分析，在超晶体中发现重亚层声学声子与轻亚层低频光学声子之间存在浓烈耦合，该耦合导致声子散射相空间裁减，增强声子散射程度，从而裁减材料的热导率。此外超晶格材料中还产生了不同于母体材料的新层间振动风物，弘扬出更低的声速，进一步裁减了对热传递的孝顺。这一发现不仅为交融超晶格结构中声子色散的影响提供了新的观点，而且为开采针对热处分的功能性材料提供了指挥。
图（a）超晶格和母体材料不同地方的热导率随温度变化。（b）超晶格在0~1.5 THz区域的声子色散，其中红色为SnS2亚层的孝顺。（c）-（e）为超晶格结构引入的三种代表性的新层间振动风物。
三、另外，杨炯锤真金不怕火团队与上海交通大学物理与天体裁院马杰锤真金不怕火团队及材料学院魏自然锤真金不怕火团队融合，在InSe塑性变形机制与力-热耦合盘考方面取得进展，关系效力“Uncovering the phonon spectra and lattice dynamics of plastically deformable InSe van der Waals crystals”发表在盛名海外期刊《Nature Communications》（IF=14.7）上。该使命聚焦遴荐中子散射推行与表面分析相谄谀的要道，文告了InSe晶体层间塑性滑移、晶格非谐性、热输运性质之间的关系。在InSe范德华晶体中低频光学声子与声学声子沿Γ-M地方轻便平行，呈现“嵌套效应”，进而开启更多的声子散射旅途，显赫增强三声子互相作用强度。声子共振散射和嵌套效应使得软模声子被浓烈散射而弘扬出大的声子线宽，而强非谐性声子显赫影响材料的热输运特质。该使命为无机塑性半导体材料的力学/变形行径和物感性能的耦合关联盘考成就了典型示范，也为层状三维晶体和二维材料的物性调控提供了新的想路。
人妖夫妻
图(a) [K-K0]和(c) [HH0]地方的声子谱（200 K），其中白线为AIMD策画的声子谱，虚线为“消散”或过阻尼的ZA支；(c)声子寿命对能量的依赖关系：蓝色为推行值，紫色为策画值；实心为200 K数据，空腹为50 K数据；(d) Cp/𝑇3与温度的关系；(3)面内和面外热导率随温度的变化弧线。
四、在与肖翀锤真金不怕火团队的抓续融合中，最新盘考效力在《National Science Review》（IF=16.3）发表，题为“Extremely low lattice thermal conductivity in light-element materials”，该盘考报谈了轻元素低钾化合物KCu4Se3（KCu4S3）中的低晶格热导率。本融合使命发当今浅显的square-net晶格中，KCu4Se3（KCu4S3）展现出独有的分层结构，这一结构增多了化学键的复杂性，并产生了几何局面不合称的子晶格，导致声子谱更为平坦，声子-声子互相作用显赫增强，展现出与重元素化合物非常的声子-声子互相作用强度与强非谐性。通过第一性旨趣策画，揭示了KCu4Se3中低频光学声子的显赫重迭情景，致使与声学声子分支发生交叉，为三声子散射经由提供了大齐的散射通谈，交流了材料中浓烈的声子散射。这些特质共同导致KCu4Se3的极低晶格热导率。这项盘考不仅冲破了轻元素材料难以已毕极低晶格热导率的传统领略，而且为联想新式低晶格热导率材料提供了新的想路和战略。
图（a）KCu4Se3的声子谱。（b）KCu4Se3的声子态密度。（c）KCu4Se3的三声子散射相空间。（d）KCu4Se3的格林艾森常数。
上述使命中，材料基因组工程盘考院的戴胜男博士、博士生刘璐、硕士毕业生林一飞为共同第一作家，杨炯锤真金不怕火均为论文的共同通信作家。在刚刚划定的2024世界热电大会（重庆）中，杨炯锤真金不怕火手脚特邀嘉宾，为热电限制巨大学陌生享了他多年在热电限制第一性旨趣策画与推行的融合申饬。讲座中再次强调了低频光学声子带来的大散射相空间关于低热导率的热切性，但愿所有这个词热电限制的下一代使命者从发蒙阶段就从愈加全面的角度交融热输运经由。
图为杨炯锤真金不怕火在2024年世界热电大会中手脚特邀嘉宾作念会前科研培训讲座天天色综合网。