近日，物理与电子信息学院计算物理团队在爱斯维尔旗下的传热领域顶刊、工程技术Top期刊《International Journal of Heat and Mass Transfer》（影响因子：5.431）发表高水平研究论文。论文题目为“Investigation on transport properties and anomalously heat-carrying optical phonons in KXY(X=Ca, Mg; Y=Sb, Bi)“。学院2021级硕士研究生佘爱先同学为论文第一作者，导师赵银昌、教戴振宏教授分别为论文第二作者和通讯作者，清华大学倪军教授、中科院物理所孟胜研究员为论文共同通讯作者。

热导率是用来表征材料在有限温度梯度下传热能力的指标，在热电、光电子、热管理、热障涂层等领域具有重要意义。热传递通常可以用声子气体模型来描述，即认为材料中的热传递与原子振动有关。但占据高频位置的光学声子一般具有低声子群速度和短弛豫时间，这导致其对热传递的贡献极小。作者的研究发现，KXY (X=Ca, Mg; Y=Sb, Bi)材料存在着异常传热的光学声子，其光学声子对总热导率的贡献约占45%。在通过自洽声子理论、压缩感知技术充分处理晶格高阶非谐性、捕获精确热输运结果的基础上，作者结合电子局域密度函数、巴丁电荷密度、布局数分析、可视化的原子振动模式等多重结果验证剖析了这种现象产生的微观机制。结果表明，材料中的高频光学声子具有高群速度和低散射相空间，而材料四面体构型的特殊成键环境是导致这种异常光学声子的根本原因。这项工作有利于研究者更好的理解材料传热行为的微观起源同时也为人工调控输运性质提供了新的方案。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2023.124132

审核：李营 郭冬梅