Weyl 半金属 TaAs 和 TaP 中弱电子-声子耦合驱动的反常高声子热导率

在传统金属中，热输运由电子主导，声子的贡献通常被认为可以忽略不计。在此，通过严格的第一性原理计算，我们揭示了 Weyl 半金属 TaAs 和 TaP 中声子主导的热输运机制。值得注意的是，尽管 TaP 是金属性的，但其室温下的声子热导率（$\kappa_{\text{ph}}$）高达 171 Wm$^{-1}$K$^{-1}$，超过其电子热导率的五倍以上。这种异常高的 $\kappa_{\text{ph}}$ 得益于独特的电子和声子能带结构，其特征是费米能级附近的 Weyl 节点，以及声学声子聚集和声子谱中的宽频率间隙，这些共同抑制了声子-电子和声子-声子散射过程。由于声子的显著贡献，导出的 Lorenz 数严重偏离了传统的 Wiedemann-Franz 定律。我们进一步表明，声子热输运的重要性在拓扑半金属中是普遍存在的。我们的工作为拓扑半金属中的热输运机制提供了更深入的见解，并拓展了发现高热导率材料的范围。