Unraveling High Thermal Conductivity with In-Plane Anisotropy Observed in Suspended SiP2

热导率 各向异性 材料科学 声子 电子设备和系统的热管理 热的 拉曼光谱 凝聚态物理 垂直的 复合材料 光学 热力学 几何学 物理 机械工程 数学 工程类
作者
Xueting Dai,Caiyu Qiu,Xiangyu Bi,C. Sui,Peng Chen,Feng Qin,Hongtao Yuan
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:16 (11): 13980-13988
标识
DOI:10.1021/acsami.3c19091
摘要

The anisotropic thermal transport properties of low-symmetry two-dimensional materials play an important role in understanding heat dissipation and optimizing thermal management in integrated devices. Examples of efficient energy dissipation and enhanced power sustainability have been demonstrated in nanodevices based on materials with anisotropic thermal transport properties. However, the exploration of materials with high thermal conductivity and strong in-plane anisotropy remains challenging. Herein, we demonstrate the observation of anisotropic in-plane thermal conductivities of few-layer SiP2 based on the micro-Raman thermometry method. For suspended SiP2 nanoflake, the thermal conductivity parallel to P–P chain direction (κ∥b) can reach 131 W m–1 K–1 and perpendicular to P–P chain direction (κ⊥b) is 89 W m–1 K–1 at room temperature, resulting in a significant anisotropic ratio (κ∥b/κ⊥b) of 1.47. Note that such a large anisotropic ratio mainly results from the higher phonon group velocity along the P–P chain direction. We also found that the thermal conductivity can be effectively modulated by increasing the SiP2 thickness, reaching a value as high as 202 W m–1 K–1 (120 W m–1 K–1) for κ∥b (κ⊥b) at 111 nm thickness, which is the highest among layered anisotropic phosphide materials. Notably, the anisotropic ratio always remains at a high level between 1.47 and 1.68, regardless of the variation of SiP2 thickness. Our observation provides a new platform to verify the fundamental theory of thermal transport and a crucial guidance for designing efficient thermal management schemes of anisotropic electronic devices.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
如愿常隐行完成签到 ,获得积分10
1秒前
愉快的冉阿让完成签到,获得积分10
1秒前
Sun1c7完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
梦启完成签到,获得积分10
3秒前
可爱归尘完成签到,获得积分10
4秒前
蛋花肉圆汤完成签到,获得积分0
4秒前
青青完成签到 ,获得积分10
5秒前
一一发布了新的文献求助10
5秒前
桃花源的瓶起子完成签到 ,获得积分10
7秒前
尹晓斌完成签到 ,获得积分10
9秒前
Fiang完成签到,获得积分20
10秒前
Song完成签到 ,获得积分10
12秒前
饼饼完成签到,获得积分10
14秒前
友好的冥王星完成签到,获得积分10
14秒前
gudujian870928完成签到,获得积分10
16秒前
无尘完成签到 ,获得积分0
19秒前
无语的煎蛋完成签到 ,获得积分10
19秒前
真的苦逼完成签到,获得积分10
19秒前
haha完成签到,获得积分10
19秒前
枫糖叶落完成签到,获得积分10
23秒前
dingyang41完成签到,获得积分10
24秒前
优雅的化蛹完成签到,获得积分10
24秒前
24秒前
飘逸的灵波完成签到 ,获得积分10
24秒前
1轻微完成签到,获得积分10
24秒前
24秒前
狂野的筝完成签到 ,获得积分10
26秒前
gaga完成签到,获得积分10
26秒前
吱吱吱完成签到 ,获得积分10
27秒前
rice0601完成签到,获得积分10
28秒前
lililili完成签到,获得积分10
28秒前
ym完成签到,获得积分10
29秒前
Coolkid2001完成签到,获得积分10
29秒前
愉快的溪流完成签到 ,获得积分10
29秒前
ELEVEN完成签到 ,获得积分10
30秒前
hj123发布了新的文献求助10
31秒前
不想看文献完成签到 ,获得积分10
32秒前
june完成签到,获得积分10
32秒前
云帆完成签到,获得积分10
32秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 2000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
晋绥日报合订本24册(影印本1986年)【1940年9月–1949年5月】 1000
Social Cognition: Understanding People and Events 1000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6034756
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7746260
关于积分的说明 16206414
捐赠科研通 5181069
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2772925
邀请新用户注册赠送积分活动 1756059
关于科研通互助平台的介绍 1640893