We have investigated the thermal conductivity and vibration properties of TiS3 nanoribbon via micro-Raman spectroscopy. Based on the Raman spectra, the calculated temperature coefficients of the four modes of the TiS3 nanoribbon sample are −0.0140, −0.0136, −0.0179, and −0.0172 cm−1 K−1, respectively, which are higher than that of traditional nanomaterials graphene and MoS2. The Raman frequency shift of TiS3 provides a powerful non-contact method to determine its local temperature rise, which is caused by the anharmonic coupling of phonons. From temperature coefficient and power coefficient values, the in-plane thermal conductivity of the TiS3 supported by SiO2/Si substrate has been calculated to be 187.2 ± 28.9 W/mK with weak anisotropy due to the substrate and size effects. This work paves a way to understand the heat conduction characteristics of transition metal trisulfide.
REFERENCES
1.
D.
Fan
,
T.
Burger
,
S.
McSherry
,
B.
Lee
,
A.
Lenert
, and
S. R.
Forrest
, Nature
586
, 237
(2020
).2.
Q.
Wang
,
C.
Pornrungroj
,
S.
Linley
, and
E.
Reisner
, Nat. Energy
7
, 13
(2021
).3.
D.
Liu
,
D.
Wang
,
T.
Hong
,
Z.
Wang
,
Y.
Wang
,
Y.
Qin
,
L.
Su
,
T.
Yang
,
X.
Gao
,
Z.
Ge
,
B.
Qin
, and
L.
Zhao
, Science
380
, 841
(2023
).4.
A. A.
Balandin
, Nat. Mater.
10
, 569
(2011
).5.
W.
Wang
,
Q.
Pan
,
G.
Lin
,
Y.
Yu
,
X.
Wang
,
Y.
Liu
,
Y.
Sun
,
J.
Ye
,
Z.
Huang
,
S.
Xiang
,
F.
Jiang
,
J.
Li
, and
B.
Liu
, J. Mater. Res. Technol.
14
, 1255
(2021
).6.
P. A. D.
Gonçalves
,
S.
Xiao
,
N. M. R.
Peres
, and
N. A.
Mortensen
, ACS Photonics
4
, 3045
(2017
).7.
G. H.
Lee
,
X.
Cui
,
Y. D.
Kim
,
G.
Arefe
,
X.
Zhang
,
C. H.
Lee
,
F.
Ye
,
K.
Watanabe
,
T.
Taniguchi
,
P.
Kim
, and
J.
Hone
, ACS Nano
9
, 7019
(2015
).8.
I. G.
Gorlova
,
V. Y.
Pokrovskii
,
S. G.
Zybtsev
,
A. N.
Titov
, and
V. N.
Timofeev
, J. Exp. Theor. Phys.
111
, 298
(2010
).9.
J. O.
Island
,
M.
Buscema
,
M.
Barawi
,
J. M.
Clamagirand
,
J. R.
Ares
,
C.
Sánchez
,
I. J.
Ferrer
,
G. A.
Steele
,
H. S. J. v d
Zant
, and
A. C.
Gomez
, Adv. Opt. Mater.
2
, 641
(2014
).10.
A. S.
Pawbake
,
J. O.
Island
,
E.
Flores
,
J. R.
Ares
,
C.
Sanchez
,
I. J.
Ferrer
,
S. R.
Jadkar
,
H. S. J.
van der Zant
,
A.
Castellanos Gomez
, and
D. J.
Late
, ACS Appl. Mater. Interfaces
7
, 24185
(2015
).11.
H.
Li
,
Y.
Shi
,
M. H.
Chiu
, and
L. J.
Li
, Nano Energy
18
, 293
(2015
).12.
R. V.
Kashid
,
D. J.
Late
,
S. S.
Chou
,
Y. K.
Huang
,
M.
De
,
D. S.
Joag
,
M. A.
More
, and
V. P.
Dravid
, Small
9
, 2730
(2013
).13.
Y.
Niu
,
R.
Frisenda
,
E.
Flores
,
J. R.
Ares
,
W.
Jiao
,
D.
Perez de Lara
,
C.
Sánchez
,
R.
Wang
,
I. J.
Ferrer
, and
A. C.
Gomez
, Adv. Opt. Mater.
6
, 1800351
(2018
).14.
S.
Liu
,
W.
Xiao
,
M.
Zhong
,
L.
Pan
,
X.
Wang
,
H.
Deng
,
J.
Liu
,
J.
Li
, and
Z.
Wei
, Nanotechnology
29
, 184002
(2018
).15.
C. G.
Hawkins
and
L. W.
Brooks
, ACS Appl. Nano Mater.
1
, 851
(2018
).16.
J.
Dai
and
X. C.
Zeng
, Angew. Chem., Int. Ed. Engl.
54
, 7572
(2015
).17.
J. O.
Island
,
M.
Barawi
,
R.
Biele
,
A.
Almazan
,
J. M.
Clamagirand
,
J. R.
Ares
,
C.
Sanchez
,
H. S. J.
van der Zant
,
J. V.
Alvarez
,
R.
D'Agosta
,
I. J.
Ferrer
, and
A. C.
Gomez
, Adv. Mater.
27
, 2595
(2015
).18.
Y.
Cen
,
C.
Ma
,
B.
Hou
,
Y.
Chen
,
Y.
Zhang
, and
Y.
Duan
, Chem. Phys.
566
, 111796
(2023
).19.
H. M.
Yi
,
T.
Komesu
,
S.
Gilbert
,
G. H.
Hao
,
A. J.
Yost
,
A.
Lipatov
,
A.
Sinitskii
,
J.
Avila
,
C. Y.
Chen
,
M. C.
Asensio
, and
P. A.
Dowben
, Appl. Phys. Lett.
112
, 052102
(2018
).20.
T.
Sakuma
,
S.
Nishino
,
M.
Miyata
, and
M.
Koyano
, J. Electron. Mater.
47
, 3177
(2018
).21.
H.
Liu
,
X.
Yu
,
K.
Wu
,
Y.
Gao
,
S.
Tongay
,
A.
Javey
,
L.
Chen
,
J.
Hong
, and
J.
Wu
, Nano Lett.
20
, 5221
(2020
).22.
X.
Liu
,
X.
Zhang
,
M.
Lin
, and
P.
Tan
, Chin. Phys. B
26
, 067802
(2017
).23.
K.
Wu
,
E.
Torun
,
H.
Sahin
,
B.
Chen
,
X.
Fan
,
A.
Pant
,
D.
Parsons Wright
,
T.
Aoki
,
F. M.
Peeters
,
E.
Soignard
, and
S.
Tongay
, Nat. Commun.
7
, 12952
(2016
).24.
J.
Kang
,
H.
Sahin
,
H. D.
Ozaydin
,
R. T.
Senger
, and
F. M.
Peeters
, Phys. Rev. B
92
, 075413
(2015
).25.
A. A.
Balandin
,
S.
Ghosh
,
W.
Bao
,
I.
Calizo
,
D.
Teweldebrhan
,
F.
Miao
, and
C. N.
Lau
, Nano Lett.
8
, 902
(2008
).26.
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
).27.
D. J.
Late
, ACS Appl. Mater. Interfaces
7
, 5857
(2015
).28.
N. A.
Lanzillo
,
A. G.
Birdwell
,
M.
Amani
,
F. J.
Crowne
,
P. B.
Shah
,
S.
Najmaei
,
Z.
Liu
,
P. M.
Ajayan
,
J.
Lou
,
M.
Dubey
,
S. K.
Nayak
, and
T. P.
O'Regan
, Appl. Phys. Lett.
103
, 093102
(2013
).29.
L.
Su
and
Y.
Zhang
, Appl. Phys. Lett.
107
, 071905
(2015
).30.
M.
Talib
,
N.
Tripathi
,
S.
Manzoor
,
P.
Sharma
,
V.
Pavelyev
,
V. S.
Volkov
,
A. V.
Arsenin
,
S. M.
Novikov
, and
P.
Mishra
, Sensors
23
, 4948
(2023
).31.
A.
Taube
,
J.
Judek
,
A.
Łapińska
, and
M.
Zdrojek
, ACS Appl. Mater. Interfaces
7
, 5061
(2015
).32.
M.
Talib
,
S.
Manzoor
,
D. A.
Ghazaryan
,
A. V.
Arsenin
,
V. S.
Volkov
, and
P.
Mishra
, Mater. Sci. Semicond. Process.
152
, 107084
(2022
).33.
Y.
Sang
,
J.
Guo
,
H.
Chen
,
W.
Yang
,
X.
Chen
,
F.
Liu
, and
X.
Wang
, J. Phys. Chem. C
126
, 6637
(2022
).34.
M.
Balkanski
,
R. F.
Wallis
, and
E.
Haro
, Phys. Rev. B
28
, 1928
(1983
).35.
D.
Yoon
,
Y. W.
Son
, and
H.
Cheong
, Nano Lett.
11
, 3227
(2011
).36.
S.
Najmaei
,
Z.
Liu
,
P. M.
Ajayan
, and
J.
Lou
, Appl. Phys. Lett.
100
, 013106
(2012
).37.
J.
Zhang
,
X.
Liu
,
Y.
Wen
,
L.
Shi
,
R.
Chen
,
H.
Liu
, and
B.
Shan
, ACS Appl. Mater. Interfaces
9
, 2509
(2017
).38.
L.
Chen
,
W.
Zhang
,
H.
Zhang
,
J.
Chen
,
C.
Tan
,
S.
Yin
,
G.
Li
,
Y.
Zhang
,
P.
Gong
, and
L.
Li
, Sustainability
13
, 4155
(2021
).39.
Z. Y.
Ong
and
E.
Pop
, Phys. Rev. B
84
, 075471
(2011
).40.
J.
Chen
,
G.
Zhang
, and
B.
Li
, Nanoscale
5
, 532
(2013
).41.
I.
Jo
,
M. T.
Pettes
,
E.
Ou
,
W.
Wu
, and
L.
Shi
, Appl. Phys. Lett.
104
, 201902
(2014
).42.
A.
Aiyiti
,
X.
Bai
,
J.
Wu
,
X.
Xu
, and
B.
Li
, Sci. Bull.
63
, 452
(2018
).43.
X.
Xu
,
L. F. C.
Pereira
,
Y.
Wang
,
J.
Wu
,
K.
Zhang
,
X.
Zhao
,
S.
Bae
,
C.
Tinh Bui
,
R.
Xie
,
J. T. L.
Thong
,
B. H.
Hong
,
K. P.
Loh
,
D.
Donadio
,
B.
Li
, and
B.
Özyilmaz
, Nat. Commun.
5
, 3689
(2014
).44.
Z.
Zhang
,
S.
Hu
,
J.
Chen
, and
B.
Li
, Nanotechnology
28
, 225704
(2017
).45.
Z. X.
Guo
,
D.
Zhang
, and
X. G.
Gong
, Phys. Rev. B
84
, 075470
(2011
).46.
C.
Liu
,
P.
Lu
,
D.
Li
,
Y.
Zhao
, and
M.
Hao
, Mater. Today Nano
17
, 100165
(2022
).47.
D. L.
Nika
,
A. S.
Askerov
, and
A. A.
Balandin
, Nano Lett.
12
, 3238
(2012
).© 2023 Author(s). Published under an exclusive license by AIP Publishing.
2023
Author(s)
You do not currently have access to this content.
