热电材料中谷内与谷间电子-声子散射的第一性原理分析
材料科学
2023-02-08 v1
摘要
谷间碰撞将电子从一个谷或能带散射到另一个，对具有多个谷/带的材料的热电性能有害。在本研究中，使用密度泛函理论考察了三种铅硫族化物（PbS、PbSe、PbTe）和三种半 Heusler 合金（ScNiBi、ScPdSb、ZrNiSn）的电子-声子散射特征，它们均具有多个等价导带谷，以表征并分析其谷内/谷间分量。为阐明控制谷内与谷间跃迁的因素，将散射率分解为相空间（衡量可能发生散射的程度）与平均电子-声子耦合的乘积。为有助于指导寻找改进的热电与高电导率材料，展示了可采用的简单近似方法以识别具有减弱谷间散射的材料，从而避免计算量巨大的电子-声子散射计算。此外，在 极限下探讨了选择具有大能量区边声子的材料的好处，发现其可能将谷间过程抑制多达一个数量级，从而使电导率与功率因子分别提高 70% 和 100%。
引用
@article{arxiv.2209.04659,
title = {First-principles analysis of intravalley and intervalley electron-phonon scattering in thermoelectric materials},
author = {Vahid Askarpour and Jesse Maassen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.04659},
year = {2023}
}
备注
13 pages, 9 figures