东京都大学
在通过化学气相沉积形成的层(从左到右)、退火的弱结合层、弱结合层和由两种不同材料制成的交替层中发现不同水平的热传递
(插图)典型4L结构横截面的电子显微镜图像
学分:东京都大学 东京都大学的研究人员发现了控制热量如何通过薄材料流动的新方法，即将原子薄层堆积成范德华异质结构
通过比较不同材料的不同叠层，甚至热处理后的相同材料，他们发现层间的弱耦合和不匹配有助于显著减少热传递
他们的发现有望在纳米尺度上灵敏地控制热电装置中的热流
热量无处不在，它流动着
错误地点的热量也会造成损害
例子包括过热的电子设备，因为微芯片在执行密集的计算任务时产生的热量超过了它们可以带走的热量
这可能会损坏或严重缩短电子设备的寿命，使得在纳米尺度上控制热流成为现代社会迫切关注的问题
由东京都大学柳木一弘教授领导的一个团队一直在研究生产和处理一类被称为过渡金属二硫化物的超薄层的方法
在这里，他们将一层只有一个原子厚的二硫化钼和二硒化钼堆叠成四层(4L薄膜)
这些层可以以不同的方式耦合在一起
该团队独特而温和的转移大单原子薄片的方法使他们能够制造出由范德华力结合在一起的叠层
它们也可以通过更传统的技术，特别是化学气相沉积(CVD)来牢固地结合
这就产生了许多排列，关于如何将隔离层放在一起，并潜在地控制热量如何通过它们
通过使用一种特殊的涂层技术，他们能够以相当高的精确度探测到流经这些烟囱的热量有多少
首先，他们发现化学气相沉积法牢固结合的层比松散结合的层释放更多的热量
这种效应可以通过退火弱保持层而部分逆转，使结合更强并改善热量的传输
此外，他们将四层硫化钼叠层与由硫化钼和硒化钼交替层构成的“千层面”状结构进行了比较
这种异质结构在相邻的原子层之间存在人为的结构失配，导致传热水平显著降低，比强结合层低10倍以上
该团队的发现不仅展示了一项新的技术发展，还提供了一般的设计规则，说明如何控制热量在纳米尺度上的流动，无论你想要更多还是更少的流动
这些见解将导致超薄、超轻绝缘体以及新型热电材料的发展，在这些材料中，热量可以有效地转化为电能
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