LaPO4 基合金热导率的第一性原理表征

基于磷酸镧（LaPO$_{4}$）的合金常作为热障涂层使用，因其低热导率与宽温区结构稳定性。为提升此类合金的隔热性能，须全面理解支配其热传导的基本物理。在此，我们采用热输运的 Wigner 表述并结合第一性原理计算，阐明非谐性与组分无序的相互作用如何决定 La$_{1{-}x}$Gd$_{x}$PO$_{4}$ 合金的热性质，并讨论类粒子与类波热输运机制涌现与共存的底层物理。我们还展示 Wigner 输运方程如何正确描述组分无序晶体的热力学极限，而玻尔兹曼输运方程则不能。我们对微观振动性质（温度依赖拉曼谱）与宏观热导率的预测经实验验证。最后，我们利用这些发现设计优化热障涂层性能的策略。