散射物理对复杂热电材料功率因子的影响
材料科学
2019-12-02 v3 计算物理
摘要
我们通过考虑完整的能量依赖散射时间对比常用的常数散射时间,评估了散射物理假设对五种钴基 p 型半 Heusler 合金热电性质的影响。为此,我们采用 DFT 能带结构以及使用费米黄金规则提取各能态在每一能量、动量与能带下动量弛豫时间的完整数值方案。我们考虑了电子-声子散射(声学与光学)以及电离杂质散射,并评估了材料功率因子相对于采用常数散射时间情形的定性与定量差异。我们表明,两种方法提取的热电功率因子在以下方面存在差异:i) 材料间的排序,ii) 峰值功率因子出现的载流子密度,以及 iii) 随温度的变化趋势。我们进一步表明,常数弛豫时间近似抹平了能带结构特征的丰富性,从而限制了利用此丰富性进行材料设计与优化的可能。这些细节在完整的能量/动量依赖散射时间考量下得以更恰当捕捉。最后,通过映射两种方案下提取的电导率,我们提供了适当的密度依赖常数弛豫时间,可作为我们所考虑半 Heusler 合金中电荷输运性质提取的快速一阶近似。
引用
@article{arxiv.1910.06628,
title = {Impact of the scattering physics on the power factor of complex thermoelectric materials},
author = {Patrizio Graziosi and Chathurangi Kumarasinghe and Neophytos Neophytou},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.06628},
year = {2019}
}
备注
ID 788465 - Marie Curie project