ScAgC半赫斯勒合金中声子热传导的第一性原理研究

我们提出第一性原理晶格计算以理解ScAgC的热膨胀$\alpha(T)$和晶格热导率$\kappa_{ph}$。所得声子色散的正频率表明ScAgC在FCC结构中具有动力学稳定性。由准谐近似（QHA）估算的300(1200) K下$\alpha(T)$约为4(4.6)$\times$$10^{-6}$ K$^{-1}$。由声子-声子相互作用（PPI）预测的总$\kappa_{ph}$在300(1200) K下约为7.4(1.8) Wm$^{-1}$K$^{-1}$。声学支与光学支（AB $\&$ OB）的最高群速度分别约为6.7和3.5 km/s。预测的AB(OB)平均声子寿命（$\tau_{\lambda}$）在300 K时约为2.5(1.65) ps，而在1200 K时约为0.6(0.4) ps。估算的200 K下AB(OB)最高热容（$C_{\lambda}$）约为23.5 (19.5) meV/K。我们在$\kappa_{ph}$($\tau_{\lambda}$)曲线中拟合方程$A_{\kappa}$T$^{-x_{\kappa}}$($A_{\tau}$T$^{-x_{\tau}}$)以深入理解温度依赖的$\kappa_{ph}$趋势。总支的$x_{\kappa}$计算约为1.02。由总AB(OB)引起的$x_{\tau}$值估计约为1.04(1.02)，而总支约为1.03。计算的总AB(OB)的$x_{\kappa}$约为1.04(0.95)，意味着AB对总$\kappa_{ph}$贡献更大。该研究对提升ScAgC在热电和光伏应用方面的性质具有重要意义。