II 族元素合金化 PbTe 中的晶格热输运
材料科学
2018-05-04 v1
摘要
PbTe 是最具前景的热电材料之一，近期在掺入 II 族元素后其热电优值（）已 demonstrated 超过 2.0。其性能提升主要归因于晶格热导率（）的显著降低，而这又被归结为纳米颗粒析出物。然而，对于块体合金内各种声子散射机制的基础理解仍然缺乏。本工作中，我们应用新近发展的基于密度泛函理论（DFT）的压缩感知晶格动力学（CSLD）方法来模拟 PbTe、MTe 以及 PbMTe（M=Mg、Ca、Sr 和 Ba）中的晶格热输运，将结果与实验测量相比较，重点关注应变效应与质量无序散射。我们发现：（1）岩盐结构的 CaTe、SrTe 和 BaTe 表现出远高于 PbTe 的 ，而同结构的 MgTe 呈现异常低的 ；（2）PbTe 的晶格热输运对固溶体形式合金化原子所诱导的静态应变极为敏感；（3）质量无序散射通过强烈抑制中高频声子寿命，在降低 Mg/Ca/Sr 合金化 PbTe 的 中起主要作用，而对于 Ba 合金化 PbTe，析出的纳米颗粒也同样重要。
引用
@article{arxiv.1712.01926,
title = {Lattice thermal transport in group II-alloyed PbTe},
author = {Yi Xia and James M. Hodges and Mercouri G. Kanatzidis and Maria K. Y. Chan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1712.01926},
year = {2018}
}