通過將原子薄層堆疊成范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)構(gòu)（vdWHs），來自東京都立大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了控制熱量如何流經(jīng)薄材料的新方法。 通過比較不同材料的不同堆疊，以及熱處理后的相同材料，他們發(fā)現(xiàn)層與層之間的弱耦合和不匹配有助于大大減少熱傳輸。他們的發(fā)現(xiàn)有望在熱電設(shè)備中對納米級的熱流進(jìn)行敏感控制。

熱量無處不在，而且它在流動。我們每天都能觀察感受到，例如當(dāng)我們觸摸一個冰冷的門把手，看到冰塊融化，或把鍋放在爐子上。熱量在錯誤的地方也會造成損害。這方面的例子包括電子產(chǎn)品過熱，因為微芯片在執(zhí)行密集的計算任務(wù)時產(chǎn)生的熱量超過了它們能夠帶走的熱量。這可能會損壞或嚴(yán)重減少電子設(shè)備的使用壽命，使納米級的熱流控制成為現(xiàn)代社會的一個緊迫問題。

由東京都立大學(xué)的 Kazuhiro Yanagi 教授領(lǐng)導(dǎo)的一個團隊一直在研究如何生產(chǎn)和處理被稱為過渡金屬二氯化物的一類材料超薄層。在這里，他們把二硫化鉬和二硒化鉬的單原子厚度的層，并把它們疊成四層（4L薄膜）。這些層可以用不同的方式耦合在一起。

研究小組以獨特、溫和的方式轉(zhuǎn)移大型單原子薄片，使他們能夠創(chuàng)造出由范德瓦爾斯力結(jié)合在一起的層堆。他們也可以通過更多的傳統(tǒng)技術(shù)，特別是化學(xué)氣相沉積（CVD）來強行結(jié)合。這就產(chǎn)生了許多關(guān)于如何將隔離層放在一起的變化，并可能控制熱量如何通過它們。

通過使用一種特殊的涂層技術(shù)，他們能夠以相當(dāng)好的精確度檢測出微不足道的熱量是如何流過這些堆棧的。首先，他們發(fā)現(xiàn)，通過CVD緊密結(jié)合的層比松散結(jié)合的層透出更多的熱量。這種影響可以通過退火來部分逆轉(zhuǎn)，使結(jié)合力更強并改善熱量的傳輸。

此外，他們比較了四個硫化鉬層的堆疊和一個由硫化鉬和硒化鉬層交替組成的"千層餅"狀結(jié)構(gòu)。這樣的異質(zhì)結(jié)構(gòu)在相鄰的原子層之間有一個人為的結(jié)構(gòu)不匹配，這導(dǎo)致熱傳導(dǎo)水平明顯降低，比強結(jié)合層低十倍以上。

該團隊的發(fā)現(xiàn)不僅展示了一個新的技術(shù)發(fā)展，而且提供了關(guān)于如何控制納米級熱流的一般設(shè)計規(guī)則，無論你想要更多還是更少的流動。這些見解將導(dǎo)致超薄、超輕的絕緣體以及新的熱電材料的發(fā)展，在這些材料中，熱量可能被有效地引導(dǎo)并轉(zhuǎn)化為電能。

【來源：cnBeta.COM】

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