铀掺杂二氧化钍中由声子共振散射导致的热导率抑制
材料科学
2023-03-06 v1 强关联电子
摘要
本工作中,探究了具有低浓度替代式铀(U)掺杂的二氧化钍(ThO,thoria)的热输运性质。我们观察到由该掺杂诱导的强声子共振散射迹象,即声子与电子自由度之间的相互作用,此外还存在由质量和原子间力常数差异引起的常见“杂质”散射。在单一水热合成的U掺杂thoria晶体中研究了6%、9%和16%的铀掺杂水平,该晶体具有空间变化的U掺杂水平。在该晶体内,定位了掺杂相对均匀的等浓度区域,用于使用热反射技术进行局部热导率测量。将77--300~K温度范围内测得的热导率剖面与解析的Klemens-Callaway热导率模型预测进行比较,以识别不同声子散射机制的影响。在这些掺杂水平下低温时的高度抑制热导率表明,声子共振散射在U掺杂thoria的热导率降低中起重要作用。
引用
@article{arxiv.2303.01659,
title = {Thermal conductivity suppression in uranium-doped thorium dioxide due to phonon resonant scattering},
author = {Zilong Hua and Saqeeb Adnan and Amey R. Khanolkar and Karl Rickert and David B. Turner and Timothy A. Prusnick and J. Matthew Mann and David H. Hurley and Marat Khafizov and Cody A. Dennett},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.01659},
year = {2023}
}
备注
7 pages, 4 figures