由准 1D 能带结构实现的 Na$_2$TlSb 卓越热电性能

降低维数的材料为热电能转换提供了有利的态密度 (DOS) 配置，但在实际器件中可能不够实用。令人鼓舞的是，bulk 高对称性材料也可能 exhibit 类似的准低维能带结构。这一典型例子是 Na$_2$TlSb 化合物，其价带能量等值面可以形成相交的二维薄片，即一种 box-like 结构。单个能量等值面薄片类似于 1D 量子线的特征。高电子速度（垂直于薄片）以及由于低维度导致的能量在输运范畴内快速增加的 DOS 的组合，使得 Na$_2$TlSb 成为能带结构导致吸引电子输运特性的代表性案例。然而，这些有利特性可能因大规模散射空间导致的高电子散射率而受到抵消。在本文中，我们对 Na$_2$TlSb 的第一性原理研究发现，电子散射率仍保持较低。这一结果与大动量 ($\mathbf{q}$) 散射跨去离子化能等值面的 reduced matrix elements 有关。大 DOS 所导致的增强自由载流子屏蔽效应也有助于降低散射。综合来看，低维特征和适度散射结果在电子输运特性方面表现出色。结合文献中报告的 $\kappa_\ell < 1$ W/mK 的极低晶格热导率，我们预测该物料的热电图谱系数在 300 K 时为 2.4，在 600 K 时可达 4.4。n 型特性也很 favorable，$zT$ 在 300 K 时为 1.5，在 600 K 时为 3.0。