近日，我校机械电子工程学院青年教师任凯在国际材料领域顶级期刊《Advanced Functional Materials》(中文译名《先进功能材料》)上发表了题为“Manipulating Interfacial Thermal Conduction of 2D Janus Heterostructure via a Thermo-Mechanical Coupling”的研究性论文。(链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202110846。)

具有Janus结构的二维过渡金属二卤化物(Janus TMDs)半导体材料在光电、热电、光催化等微纳器件应用中具有潜在的前景，从而引起了研究者们极大的兴趣。由于单原子厚度的二维器件对热管理的要求越来越高，所以界面热阻的深层次理解与研究显得尤为重要。

利用非平衡分子动力学计算方法，本研究针对MoSSe和WSSe构建了几种具有不同界面的水平异质结。基于常见的Armchair和Zigzag两个界面连接方式，在MoSSe/WSSe水平异质结中，除了研究了S原子位于截面左右的同一侧的连接界面外，还考虑了将WSSe旋转180°后的反转界面，其中S原子位于左右截面的相反一侧。有趣的是，正常连接异质结中的界面热阻几乎是反向连接异质结中界面热阻的两倍。界面热阻如此异常大的变化归因于反向连接异质结中界面的弯曲和额外的不连续性。更有趣的是，这种微观下的界面弯曲形式符合宏观欧拉–伯努利梁(Euler–Bernoulli beam)模型，并用Euler–Bernoulli beam模型进一步解释了这种界面弯曲的起源。此外，这样的Janus异质结还表现出热整流特性。这一发现首次揭示了Janus异质结中存在新的声子输运性质，并为未来基于单层Janus TMDs异质结用于热管理器件提供理论支撑。

Janus MoSSe/WSSe异质结的界面传热机制

我校为本研究的第一完成单位，任凯为第一作者，西安交通大学覃华松，新加坡高性能计算研究所(Institute of High Performance Computing，A*STAR)张刚为通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金青年项目和中国博士后科学基金的资助。