2025年7月24日，高等研究院研究員王政和李曉光副教授課題組在國(guó)際權(quán)威物理學(xué)期刊Physical Review B 發(fā)表題為 “Phase-dependent electronic, optical, and phonon transport properties in ZrSi?N? monolayers” 的研究論文（Phys. Rev. B 112, 014112, 2025）。該研究系統(tǒng)揭示了二維材料 ZrSi?N? 單層在兩種不同晶相（2H與1T）下的電子結(jié)構(gòu)、光學(xué)響應(yīng)及熱輸運(yùn)特性差異，為新型光電器件與熱管理材料的設(shè)計(jì)提供了重要理論依據(jù)。

二維材料ZrSi?N?單層在兩種不同晶相（2H 與 1T）下的電子結(jié)構(gòu)、光學(xué)響應(yīng)及熱輸運(yùn)性質(zhì)

研究團(tuán)隊(duì)利用密度泛函理論系統(tǒng)比較了 ZrSi?N? 在三方柱配位（2H 相）與八面體配位（1T 相）下的物性表現(xiàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，1T 相的帶隙更?。s 2.23 eV），載流子有效質(zhì)量顯著降低，表明其具有更優(yōu)越的載流子遷移率；同時(shí)，光吸收譜在 3–5.5 eV 區(qū)間出現(xiàn)更強(qiáng)吸收峰，展現(xiàn)了可調(diào)控的光學(xué)性質(zhì)。在力學(xué)和熱學(xué)方面，1T 相的楊氏模量更高、介電常數(shù)更低，并表現(xiàn)出 室溫下約 105 W m?1K?1 的高熱導(dǎo)率，明顯優(yōu)于 2H 相。這一特性源自更長(zhǎng)的聲子壽命和更快的聲子群速度，顯示出其在高效散熱與熱管理技術(shù)中的應(yīng)用潛力。

該工作中高等研究院博士后Ghulam Hussain為第一作者和共同通訊作者，王政研究員和李曉光副教授為通訊作者。合作單位包括美國(guó)阿拉巴馬大學(xué)、波蘭科學(xué)院物理研究所等。研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金和廣東省教育廳重點(diǎn)項(xiàng)目等資助。

本研究不僅深化了對(duì) MA?Z? 類(lèi)二維材料相依賴(lài)物性的理解，也為未來(lái)光電器件設(shè)計(jì)和熱管理應(yīng)用開(kāi)辟了新思路。

論文鏈接：https://doi.org/10.1103/pbdm-m1n1