基于电子-声子散射第一性原理计算加速筛选热电材料
材料科学
2018-05-02 v7
摘要
近期热电能量转换新材料的发现得益于从第一性原理高效预测材料性能，无需经验拟合参数。文中描述了一种计算电子输运性质的新简化方法，与现有方法相比，它在大幅降低复杂性与计算成本的同时获得了良好的准确性与可迁移性。电子-声子耦合的第一性原理计算表明，电子弛豫时间的能量依赖随化学组成与载流子浓度显著变化，这意味着有必要超越常用近似来筛选和优化材料的组成、载流子浓度与微观结构。在将新方法应用于半赫斯勒（half-Heusler）合金空间中筛选并发现有前景的组成之前，我们通过高精度计算验证了该方法，并用实验数据进行了确认。通过分析数据趋势，有效电子质量被确定为决定材料性能的最佳通用描述符。从第一性原理计算了洛伦兹数，并讨论了维德曼-弗朗兹定律在热电材料中的普适性。
引用
@article{arxiv.1511.08115,
title = {Accelerated screening of thermoelectric materials by first-principles computations of electron-phonon scattering},
author = {Georgy Samsonidze and Boris Kozinsky},
journal= {arXiv preprint arXiv:1511.08115},
year = {2018}
}
备注
This is the pre-peer reviewed version of the following article: Adv. Energy Mater. 2018, 1800246, which has been published in final form at doi:10.1002/aenm.201800246. This article may be used for non-commercial purposes in accordance with Wiley Terms and Conditions for Self-Archiving