通过Rashba效应与熵工程在n型Ag2Se中实现近室温高性能热电特性
材料科学
2021-03-30 v1
摘要
尽管存在大量高温热电材料，但设计一种具有高空穴热电优值（zT）的近室温特别是n型热电材料极具挑战性。通常，原始Ag2Se表现出异常低的导热系数以及高电导率和塞贝克系数，从而使其在室温下具有高热电性能（n型）。在此，我们报道一种伪三元相Ag2Se0.5Te0.25S0.25，其显示出改善的热电性能（400 K时zT ~ 2.1）。密度泛函理论揭示，由Te掺杂引起的Rashba型自旋依赖能带分裂提升了载流子迁移率。利用密度泛函微扰理论，我们认识到本征载流子迁移率不仅受载流子有效质量控制，也非由形变势理论控制，而是受到纵光学声子散射的显著限制。事实上，Ag2Se中S原子的局域偏离中心以及通过Te和S原子替代而升高的构型熵显著降低了晶格热导率（400 K时klat ~ 0.34）。为准确获取电输运与热输运系数，我们采用基于玻尔兹曼输运形式的形变势理论。Rashba效应与构型熵的协同作用共同促成了这种高性能，并开发出在近室温区工作的新型n型热电材料。
引用
@article{arxiv.2103.15052,
title = {Realizing high Near-Room-Temperature Thermoelectric Performance in n-type Ag2Se through Rashba Effect and Entropy Engineering},
author = {Raju K Biswas and Swapan K Pati},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.15052},
year = {2021}
}