金属中的拓扑热电性
材料科学
2018-11-21 v2
摘要
近来发表的在某些金属声子谱中声学模与光学模反转的发现，成为现有材料中非相互作用拓扑玻色激发的首个现实例子。然而，此类拓扑声子相的可观测物理与技术应用仍不明确。本工作中，我们提供有力的理论与数值证据：对于一类金属化合物（称为三重简并点拓扑金属），声子谱中三个（两个光学与一个声学）声子模（能带）相交的点代表一个定义良好的拓扑材料相，其中宿主金属具有非常强的热电响应。由这些拓扑声子能带交叉点产生的三重简并点玻色集体激发显著抑制晶格热导率，使此类金属类似声子玻璃。同时，这些金属中存在的拓扑三重简并点与 Weyl 费米准粒子激发带来良好的电输运（电子晶体），并引起费米能级附近电子态密度的局域增强，从而大幅改善热电势。这种“声子玻璃”与“电子晶体”的组合是金属中高热电性能的关键。我们称这些材料为拓扑热电金属，并为该相提出几种新预测的化合物（TaSb 与 TaBi）。我们希望本工作能引导物理与材料科学研究者详细研究电子材料中的拓扑声子相，以及这些相在众多日常技术应用中引入新颖且更高效热电材料使用的可能性。
引用
@article{arxiv.1806.11406,
title = {Topological Thermoelectricity in Metals},
author = {Sobhit Singh and QuanSheng Wu and Changming Yue and Aldo H. Romero and Alexey A. Soluyanov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1806.11406},
year = {2018}
}