Previous studies of the thermal transport in MoS2 are limited to the 0° (zigzag) and 30° (armchair) chiralities. We investigate the anisotropic thermal transport properties of MoS2 nanoribbons with various crystal chiralities by employing the full-band phonon dispersion relations obtained from first-principle calculations. The ribbons with chiralities other than 0° and 30° always have lower thermal conductivity, yet a local maximum at 19.1°. In addition, the thermal conductivity can be further decreased by increasing the edge roughness due to the largely degraded longitudinal phonons. These findings suggest possibilities of obtaining a higher thermoelectric efficiency in MoS2 nanoribbons.

1.
K. S.
Novoselov
,
A. K.
Geim
,
S. V.
Morozov
,
D.
Jiang
,
Y.
Zhang
,
S. V.
Dubonos
,
I. V.
Grigorieva
, and
A. A.
Firsov
,
Science
306
,
666
(
2004
).
2.
A. A.
Balandin
,
S.
Ghosh
,
W.
Bao
,
I.
Calizo
,
D.
Teweldebrhan
,
F.
Miao
, and
C. N.
Lau
,
Nano Lett.
8
,
902
(
2008
).
3.
S.
Ghosh
,
I.
Calizo
,
D.
Teweldebrhan
,
E. P.
Pokatilov
,
D. L.
Nika
,
A. A.
Balandin
,
W.
Bao
,
F.
Miao
, and
C. N.
Lau
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
151911
(
2008
).
4.
X.
Li
,
W.
Cai
,
J.
An
,
S.
Kim
,
J.
Nah
,
D.
Yang
,
R.
Piner
,
A.
Velamakanni
,
I.
Jung
,
E.
Tutuc
,
S. K.
Banerjee
,
L.
Colombo
, and
R. S.
Ruoff
,
Science
324
,
1312
(
2009
).
5.
K. F.
Mak
,
C.
Lee
,
J.
Hone
,
J.
Shan
, and
T. F.
Heinz
,
Phys. Rev. Lett.
105
,
136805
(
2010
).
6.
B.
Radisavljevic
,
A.
Radenovic
,
J.
Brivio
,
V.
Giacometti
, and
A.
Kis
,
Nat. Nanotechnol.
6
,
147
(
2011
).
7.
W.
Bao
,
X.
Cai
,
D.
Kim
,
K.
Sridhara
, and
M. S.
Fuhrer
,
Appl. Phys. Lett.
102
,
042104
(
2013
).
8.
M.
Buscema
,
M.
Barkelid
,
V.
Zwiller
,
H. S. J.
van der Zant
,
G. A.
Steele
, and
A.
Castellanos-Gomez
,
Nano Lett.
13
,
358
(
2013
).
9.
R.
Yan
,
J. R.
Simpson
,
S.
Bertolazzi
,
J.
Brivio
,
M.
Watson
,
X.
Wu
,
A.
Kis
,
T.
Luo
,
A. R. H.
Walker
, and
H. G.
Xing
,
ACS Nano
8
,
986
(
2014
).
10.
S.
Sahoo
,
A. P. S.
Gaur
,
M.
Ahmadi
,
M. J. F.
Guinel
, and
R. S.
Katiyar
,
J. Phys. Chem. C
117
,
9042
(
2013
).
11.
D. L.
Nika
,
E. P.
Pokatilov
,
A. S.
Askerov
, and
A. A.
Balandin
,
Phys. Rev. B
79
,
155413
(
2009
).
12.
D. L.
Nika
,
A. S.
Askerov
, and
A. A.
Balandin
,
Nano Lett.
12
,
3238
(
2012
).
13.
X.
Liu
,
G.
Zhang
,
Q. X.
Pei
, and
Y. W.
Zhang
,
Appl. Phys. Lett.
103
,
133113
(
2013
).
14.
J.
Jiang
,
X.
Zhuang
, and
T.
Rabczuk
,
Sci. Rep.
3
,
2209
(
2013
).
15.
G.
Chen
,
Nanoscale Energy Transport and Conversion: A Parallel Treatment of Electrons, Molecules, Phonons, and Photons
(
Oxford University Press
,
New York
,
2005
).
16.
W.
Li
,
J.
Carrete
, and
N.
Mingo
,
Appl. Phys. Lett.
103
,
253103
(
2013
).
17.
J.
Jiang
,
H. S.
Park
, and
T.
Rabczuk
,
J. Appl. Phys.
114
,
064307
(
2013
).
18.
Y.
Cai
,
J.
Lan
,
G.
Zhang
, and
Y. W.
Zhang
,
Phys. Rev. B
89
,
035438
(
2014
).
19.
T. H.
Liu
,
S. C.
Lee
,
C. W.
Pao
, and
C. C.
Chang
,
Carbon
73
,
432
(
2014
).
20.
D. L.
Nika
,
S.
Ghosh
,
E. P.
Pokatilov
, and
A. A.
Balandin
,
Appl. Phys. Lett.
94
,
203103
(
2009
).
21.
T. H.
Liu
,
C. W.
Pao
, and
C. C.
Chang
,
Appl. Phys. Lett.
103
,
171909
(
2013
).
22.
K.
Kaasbjerg
,
K. S.
Thygesen
, and
K. W.
Jacobsen
,
Phys. Rev. B
85
,
115317
(
2012
).
23.
A. A.
Balandin
,
Nature Mater.
10
,
569
(
2011
).
24.
D. L.
Nika
and
A. A.
Balandin
,
J. Phys.: Condens. Matter
24
,
233203
(
2012
).
You do not currently have access to this content.