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1。3 本文研究内容论文网

当将MoS2沉积于衬底用来制备电子器件时，MoS2和衬底之间晶格常数的不匹配不可避免地对MoS2施加应变。实验上也有很多效的方法来给MoS2施加应变，比如将MoS2放置于柔软的衬底上，通过弯曲衬底施加应变[9, 26]；或者利用压电效应施加电压控制应变程度[27, 28]。那么施加应变后将如何影响MoS2的热导率呢？此外，MoS2具有较高的热电功率因子[29, 30]，被认为可以用来制备热电器件[31]。如果通过应变能够显著降低MoS2的热导率，那么该方法将极大地提高MoS2的热电转换效率。本文中我们利用第一性原理计算结合波尔兹曼方程方法研究双轴拉伸应变对于MoS2热导率的调控作用，我们的计算发现拉伸应变可以极大地削弱MoS2的热导率，而热导率的降低表现出奇异的尺寸依赖性。 

2  方法本研究中所有第一性原理计算利用基于密度泛函理论的Quantum ESSPRESO 完成[32]，电子与核之间的相互作用由模守恒赝势[33]描述，而电子之间的交换关联相互作用由PBE泛函描述[34]。平面波基组的截断能设为60 Ry，第一布里渊区采用网格大小为25×25×1[35]，结构优化过程中能量和力的收敛标准为分别为1。0×10-7 Ry 和 1。0×10-4 Ry/Bohr。两阶和三阶力常数通过超元胞有限位移方法[36, 37]得到，对于两阶力常数我们选取的超元胞大小为4×4×1。对于三阶力常数，我们仅考虑了间距为8。3 Bohr范围内的原子对。此外，MoS2的理想临界拉伸应变为20%左右[38]，在我们的计算中仅考虑了从0到7%的应变幅度，这一应变范围在实验上也是可行的。

获得两阶和三阶力常数之后，我们通过求解声子波尔兹曼方程[36, 37, 39, 40]来计算热导率（κ），具体计算公式如下

这里 、 和   分别表示声子模式(q, s)的比热、群速度和声子寿命。声子寿命可以通过以下公式计算 

其中 、 和  分别表示非谐三声子散射几率、声子同位素散射几率和声子与边界的散射几率。这里 和  的具体计算可以参考以下文献[37, 41, 42]。而声子与边界的散射几率 通过 计算[20], 这里的L表示MoS2的尺寸，该公式对应于边界为完全粗糙的情况[20]。文献综述

图 2。 施加应变的MoS2与未施加应变的MoS2热导率的比值随着应变的变化关系，计算中MoS2的尺寸分别取为10、100、1000和10000 nm。

3  结果与分析

3。1 应变对热导率的削弱

未受应变作用时，尺寸为1 (责任编辑：qin)