高压合成ZnSe2的优异热电性能
材料科学
2020-10-07 v1
摘要
我们使用线性化声子玻尔兹曼输运方程计算了黄铁矿型ZnSe2在0和10 GPa压力下的晶格热导率。我们得到了极低的值[0 GPa下室温时为0.69 W/(mK)]，可与最佳热电材料相媲美。其振动谱的特征在于由Se-Se二聚体伸缩产生的孤立高频光学声子模，以及由Zn原子绕这些二聚体转动产生的低频光学声子模。低频光学声子模具有强非谐性，并将大幅扩充三声子散射空间，从而抑制热导率。有趣的是，两个具有相似频率和波矢的横向声学声子模因其偏振不同而具有非常不同的非谐性程度。我们将其与低热导率联系起来，并表明横向声学声子模的非谐性与相应的黄铁矿参数变化有关，该参数可解释为局域体积变化的描述符。为确定ZnSe2的热电性能，我们还研究了其电输运性质。结果表明，p型与n型ZnSe2均可展现出良好的电输运性质。我们将其归因于价带与导带复杂的等能面。低热导率与良好的电输运性质使得p型与n型掺杂的ZnSe2均具有较大的热电优值。
引用
@article{arxiv.1912.10603,
title = {Excellent Thermoelectric Performances of Pressure Synthesized ZnSe2},
author = {Tiantian Jia and Jesus Carrete and Zhenzhen Feng and Shuping Guo and Yongsheng Zhang and Georg K. H. Madsen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.10603},
year = {2020}
}