一类具有低热导率的巨大双半 Heusler 化合物家族
材料科学
2019-01-29 v1
摘要
自约一个世纪前被发现以来，多功能半 Heusler 半导体的结构与化学作为三元组分体系已被广泛研究。构成这些名义化学式 XYZ 的三元化合物的元素基团已确立。从同一组已知元素出发，我们探索了四元双（、 和 ）、三元（）和四元（）半 Heusler 组成的相空间，其规模大 10 倍。通过对 347 种新组成采用可靠的第一性原理热力学方法，我们预测了 127 种新的稳定四元化合物，已多于三元体系近乎穷举报道的 89 种。最先进的三元半 Heusler 化合物的热电性能受其本征高晶格热导率（）限制。与三元半 Heusler 相比，双半 Heusler 中的热输运由具有较小群速度并受无序散射限制的低频声子模主导。合成了双半 Heusler 组成 TiFeNiSb 并确认其晶格热导率（室温下为 3 倍因子）显著低于 TiCoSb，从而为此类热电效率优化提供了更好的起点。我们展示了一种可靠策略以辅助搜索低热导率半 Heusler 化合物，并指向一个可实施该策略的巨大组成空间。我们的发现可推广用于系统发现其他大型多组分金属间半导体家族。
引用
@article{arxiv.1901.09800,
title = {An Enormous Class of Double Half-Heusler Compounds with Low Thermal Conductivity},
author = {Shashwat Anand and Max Wood and Chris Wolverton and G. Jeffrey Snyder},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.09800},
year = {2019}
}