이방성 ReS2 열전도도 및 층간 적층 영향

이 연구는 낮은 대칭성을 지닌 전이 금속 디칼코게나이드인 ReS2의 이방성 면내 열전도도와 층간 적층 방식이 열전도도에 미치는 영향을 탐구합니다. 벌크 ReS2의 이방성 열전도도는 보고된 바 있으나, 얇은 층(few-layer) 영역에서 적층 방식과 두께에 따른 열전도도 변화에 대한 실험적 연구는 부족했습니다. 연구팀은 편광 분해 광열 라만 열량 측정법을 활용하여 10 nm 미만의 두께를 가진 독립형 ReS2 샘플의 열전도도를 측정했습니다. 모든 ReS2 샘플에서 뚜렷한 면내 이방성 열전도도가 관찰되었습니다. 주목할 만한 결과는 약 3.5 nm 두께의 AA-적층 플레이크가 동일 두께의 AB-적층 플레이크보다 높은 열전도도를 보였다는 점입니다. 이는 포논 수송에 대한 적층 순서의 중요한 영향을 시사합니다. 또한, 면내 열전도도는 약 2.5–8 nm 두께 범위에서 비단조적인 두께 의존성을 나타냈으며, 이는 밀도범함수 이론 계산으로도 뒷받침되었습니다. 이러한 발견은 낮은 대칭성 2D 물질에서 이방성 포논 수송에 대한 핵심적인 이해를 제공하며, 얇은 층 ReS2가 나노 규모 열 관리 및 열전 응용 분야에서 잠재력이 있음을 강조합니다.