電子器件中元件的尺寸從塊體減小到納米尺度時，其熔化溫度、熵和焓的急劇降低将導緻設備性能降低，甚至造成設備損壞。為了更好地解釋和預測納米結構的熔化轉變過程，提高納米器件的可靠性和壽命，深入了解尺寸對熔化溫度、熵和焓的影響具有重要意義。近日，我院物理學專業2021級研究生朱敏以“Influences of size, shape, and wall thickness on melting entropy and enthalpy of metallic nanostructures”為題，在Journal of Applied Physics(IF=3.2)上發表論文。該論文以77779193永利為第一單位，朱敏為論文第一作者，楊學弦副教授為通訊作者。
該研究提出了一種描述金屬納米結構的尺寸、形狀和壁厚對熔點、熔化熵和熔化焓的解析新方法。基于鍵弛豫理論和核殼結構模型，得到了金屬納米結構不同尺寸、形狀和壁厚與熔點、熵和焓的關系。随着尺寸的減小，表面原子配位數不完全導緻原子結合能的降低，從而導緻金屬納米結構熔點、熵和焓的降低。在相同的等效半徑下，随着多面體納米顆粒和多邊形納米線(或納米管)的邊數減少，熔化溫度、熵和焓都會降低。在相同截面半徑下，納米管的熔化溫度、熵和焓均小于納米線。該方法對微擾下影響熔化熱力學性質的物理根源有了更深入的理解，而且為電子納米器件的設計和優化提供了指導。
研究工作得到了國家自然科學基金(No.11602094)、湖南省自然科學基金(No.2022JJ30470)、湖南省教育廳科研基金 (No.22B0526)和國家公派留學基金項目(No.202008430239)的資助。
論文鍊接：https://doi.org/10.1063/5.0166812
（審核責任人 伍建華）
