一种用于晶格热导率的大小一致 Grüneisen 准谐近似方法

我们提出一种大小一致的 Grüneisen 准谐近似（GQA）方法来计算晶格热导率 $\kappa_l$，其中衡量声子非谐性程度的 Grüneisen 参数直接使用第一性原理计算获得。这是通过识别并修正两条现有的与 $\kappa_l$ 的 Slack 公式相关的方程实现的，这些方程在处理非单原子原胞（原胞中原子数 $n$ 大于 1）时存在大小不一致问题。结合其他也可在 GQA 内获得的如声学德拜温度 $\theta_a$ 等热参数，我们预测了取自金刚石、闪锌矿、岩盐和纤锌矿化合物的一系列材料的 $\kappa_l$。结果与实验及准谐德拜模型（QDM）进行了比较。我们发现，总体上 $\theta_a$ 的预测在 GQA、实验和 QDM 之间相当一致。然而，尽管 QDM 在一定程度上高估了 Grüneisen 参数并因此低估了大多数材料的 $\kappa_l$，GQA 更贴近地预测了 Grüneisen 参数和 $\kappa_l$ 的实验趋势。我们期望带有修正 Slack 公式的 GQA 可作为 $\kappa_l$ 的一种有效且实用的预测器，尤其适用于具有大 $n$ 的晶体。