一维范德华原子链中超扩散热输运的起源

本文研究了低维材料中的热输运特性，特别是一维范德华NbSe3纳米线中的超扩散热输运现象。研究发现，小直径纳米线的热导率随长度变化符合幂律关系，存在超扩散热输运现象。通过建立ω∝√E/D比例关系，区分了弹性硬化与声子限域效应对低频声子的不同贡献。研究表明，弹性硬化发生在纳米线的轴向方向，并且源于核心与表面区域的共同贡献，主要影响频率大于1 THz的部分光学声子模式。而低频（<1 THz）声子模式对热输运起主要贡献，仅受到声子限域效应的影响。进一步分析表明，维度降低导致的声子限域效应会显著增强低频声子的动量守恒正则散射过程，从而诱发类流体声子输运，导致超扩散热输运现象的出现。