（通讯员：董健生）随着纳米器件的微型化，微热应变越来越强，严重影响纳米器件的灵敏度、精确性、安全性和使用寿命等。过渡金属热膨胀系数的尺寸效应对这些器件的热调控和热管理具有重要意义。近日，我院物理学2021级研究生朱敏在解析过渡金属纳米结构热学性能方面取得进展，相关研究成果“Temperature and size modulation of the lattice thermal expansion on transition metallic nanostructures”发表于Journal of Physics D: Applied Physics (IF=3.409)。该论文以吉首大学为第一单位，朱敏为论文第一作者，指导教师为杨学弦副教授。
该研究工作从热膨胀系数的定义式出发，结合键弛豫理论、局域键平均近似方法和核壳结构模型，建立了热膨胀系数温度和尺寸效应的定量分析方法。研究发现晶体材料中，结合能和德拜温度的三次方与热膨胀系数成反比。结合能和德拜温度均随着过渡金属材料尺寸的减小而减小，从而引起了材料热膨胀系数的尺寸效应。同时，构成材料的化学键性质参数调控着热膨胀系数尺寸效应的剧烈程度。通过对实验结果的解析，定量获得了12种过渡金属的德拜温度、刚性因子、键性质参数和温度-尺寸场条件下的热膨胀系数。本研究为过渡金属热学性能分析提供了简单、准确的新方法。
论文链接：https://doi.org/10.1088/1361-6463/ac9485
（审稿责任人：黄勇刚）
