中文

当能带汇聚不利于热电材料时

材料科学 2021-07-14 v2

摘要

能带汇聚被认为对热电性能有明显益处,因为它在给定费米能级下增加了载流子浓度,通常能在保持塞贝克系数的同时增强电导率。然而,这一优势依赖于带间载流子散射弱或可忽略的假设。通过对CaMg2_{2}Sb2_{2}-CaZn2_{2}Sb2_{2} Zintl体系与 full Heusler Sr2_{2}SbAu的电子-声子散射的第一性原理处理,我们证明能带汇聚的益处会因带间散射而依能带汇聚方式被内在抵消。在该Zintl合金中,能带汇聚并未改善加权迁移率或态密度有效质量。我们将根本原因追溯为能带在一个k点汇聚,引发了形变势与极化光学两类强烈的带间散射。此情形不同于在远离的k点处的能带汇聚(如full Heusler中),后者更好地保持了单带散射行为,从而成功带来性能提升。因此,我们建议将能带汇聚作为热电设计原则时,最适用于在远离的k点处发生的情况。

关键词

引用

@article{arxiv.2012.02272,
  title  = {When Band Convergence is Not Beneficial for Thermoelectrics},
  author = {Junsoo Park and Max Dylla and Yi Xia and Max Wood and G. Jeffrey Snyder and Anubhav Jain},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2012.02272},
  year   = {2021}
}