源于强电声相互作用的金属性过渡金属氮化物中的反常热输运
材料科学
2020-06-30 v1
摘要
金属性过渡金属氮化物（TMNs）是许多应用中有前景的导电陶瓷，其热输运在器件设计中至关重要。研究发现，与常见金属及非金属性 TMNs 相比，金属性 TiN 与 HfN 具有反常热输运行为。它们具有极大的本征声子热导率，主要源于大的声学-光学声子频率间隙。当考虑声子-同位素与声子-电子散射后，声子热导率降低了两个数量级，这也导致了声子热导率的非平凡温度无关行为。TiN 与 HfN 中均存在嵌套费米面，引起强电声耦合强度并严重损害声子与电子的输运。声子分量在总热导率中占比异常大，300 K 时 TiN 为 29%、HfN 为 26%。本文亦给出薄膜结果，表明声子热导率可被尺寸有效限制。我们的发现深化了对金属性 TMNs 中热输运的理解，并拓展了金属中热传导理论的范围。
引用
@article{arxiv.2006.15492,
title = {Anomalous thermal transport in metallic transition-metal nitrides originated from strong electron-phonon interactions},
author = {Shouhang Li and Ao Wang and Yue Hu and Xiaokun Gu and Zhen Tong and Hua Bao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.15492},
year = {2020}
}