2025年7月24日，王政研究员和李晓光副教授课题组在国际权威物理学期刊 Physical Review B 发表题为 “Phase-dependent electronic, optical, and phonon transport properties in ZrSi₂N₄ monolayers” 的研究论文。该研究系统揭示了二维材料 ZrSi₂N₄ 单层在两种不同晶相（2H 与 1T）下的电子结构、光学响应及热输运特性差异，为新型光电器件与热管理材料的设计提供了重要理论依据。
研究团队利用密度泛函理论系统比较了 ZrSi₂N₄ 在三方柱配位（2H 相）与八面体配位（1T 相）下的物性表现。结果发现，1T 相的带隙更小（约 2.23 eV），载流子有效质量显著降低，表明其具有更优越的载流子迁移率；同时，光吸收谱在 3–5.5 eV 区间出现更强吸收峰，展现了可调控的光学性质。在力学和热学方面，1T 相的杨氏模量更高、介电常数更低，并表现出 室温下约 105 W m⁻¹K⁻¹ 的高热导率，明显优于 2H 相。这一特性源自更长的声子寿命和更快的声子群速度，显示出其在高效散热与热管理技术中的应用潜力。
该工作中我院博士后Ghulam Hussain为第一作者和共同通讯作者，王政研究员和李晓光副教授为通讯作者。合作单位包括美国阿拉巴马大学、波兰科学院物理研究所等。研究得到国家自然科学基金和广东省教育厅重点项目等资助。
本研究不仅深化了对 MA₂Z₄ 类二维材料相依赖物性的理解，也为未来光电器件设计和热管理应用开辟了新思路。
原文链接：https://doi.org/10.1103/pbdm-m1n1
图：二维材料ZrSi₂N₄单层在两种不同晶相（2H 与 1T）下的电子结构、光学响应及热输运性质
