能带填充与无序对 MgB2 正常态热电行为的影响
超导电性
2023-05-01 v1
摘要
通过实验与理论相结合的方法，我们研究了 MgB2 的正常态热电输运，以此作为对 sigma 和 pi 能带中选择性无序与掺杂的探测。我们利用在弛豫时间近似下求解的玻尔兹曼方程计算了温度相关的扩散塞贝克系数 Sdiff(T)，考虑了与声子和杂质的散射、重整化效应以及在刚性能带近似下的掺杂效应。我们表明，选择性无序对 Sdiff 的大小有可观的影响，因为它调节了 sigma 和 pi 能带的相对贡献。无序还影响 Sdiff 的温度依赖关系，最终在脏极限下产生线性的 Sdiff(T) 行为。我们还表明，能带填充对 S 具有相反的影响，取决于哪个能带主导输运。与此同时，我们对中子辐照的 Mg11B2 以及两个系列的掺杂样品 Mg1-xAlxB2 和 Mg(B1-xCx)2 进行了塞贝克效应测量。通过对比计算的 Sdiff(T) 与实验 S(T) 曲线，我们证明在洁净样品中扩散项与声子拖曳项贡献相当，但声子拖曳项随无序增加而逐渐受到抑制。在 C 和 Al 掺杂样品中，我们观察到在符号、大小和温度依赖性方面非常不同的实验行为。事实上，尽管两种替代都引入了相似的电子掺杂，C 或 Al 掺杂产生的无序分别主要影响到 sigma 或 pi 能带。借助我们的第一性原理方法，我们能够厘清多种效应，并证明塞贝克系数是一种对无序类型非常敏感的探测手段。
引用
@article{arxiv.1902.01847,
title = {Band filling and disorder effects on the normal state thermoelectric behavior in MgB2},
author = {Ilaria Pallecchi and Marco Monni and Pietro Manfrinetti and Marina Putti},
journal= {arXiv preprint arXiv:1902.01847},
year = {2023}
}
备注
17 pages, 13 figures, 3 tables. First version of the paper, before revisions recommended by peer reviewers. Accepted for publication of Journal of Physics: Condensed Matter