Anisotropic Thermal Conductivity of Crystalline Layered SnSe2

热导率 各向异性 材料科学 拉曼光谱 声子 平面(几何) 平均自由程 电导率 大气温度范围 热的 凝聚态物理 复合材料 光学 热力学 化学 几何学 散射 物理 数学 物理化学
作者
Peng Xiao,Emigdio Chávez‐Ángel,Stefanos Chaitoglou,Marianna Sledzinska,A. Dimoulas,C. M. Sotomayor Torres,Alexandros El Sachat
出处
期刊:Nano Letters [American Chemical Society]
卷期号:21 (21): 9172-9179 被引量:27
标识
DOI:10.1021/acs.nanolett.1c03018
摘要

The degree of thermal anisotropy affects critically key device-relevant properties of layered two-dimensional materials. Here, we systematically study the in-plane and cross-plane thermal conductivity of crystalline SnSe2 films of varying thickness (16-190 nm) and uncover a thickness-independent thermal conductivity anisotropy ratio of about ∼8.4. Experimental data obtained using Raman thermometry and frequency domain thermoreflectance showed that the in-plane and cross-plane thermal conductivities monotonically decrease by a factor of 2.5 with decreasing film thickness compared to the bulk values. Moreover, we find that the temperature-dependence of the in-plane component gradually decreases as the film becomes thinner, and in the range from 300 to 473 K it drops by more than a factor of 2. Using the mean free path reconstruction method, we found that phonons with MFP ranging from ∼1 to 53 and from 1 to 30 nm contribute to 50% of the total in-plane and cross-plane thermal conductivity, respectively.
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