Probando el límite inferior de la conductividad térmica de red en un sólido extendido ordenado: Gd117Co56Sn112, un...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Física del estado sólido Física del estado sólido
• Física de la materia condensada Física de la materia condensada

Sus antecedentes:

• Mejorar la eficiencia de los dispositivos termoeléctricos requiere nuevos materiales con baja conductividad térmica.
• La conductividad térmica del enrejado generalmente disminuye con el aumento de la complejidad de la célula unitaria.

Objetivo del estudio:

• Para sintetizar un material cristalino altamente complejo que exhibe una conductividad térmica similar a la del vidrio.
• Investigar la estructura y las propiedades de Gd{117) Co{56) Sn{112) para aplicaciones termoeléctricas.

Principales métodos:

• Síntesis del monocristal Gd{117) Co{56) Sn{112).
• Caracterización de la estructura cristalina, incluyendo el volumen de la célula unitaria primitiva y el recuento de átomos.
• Medición de las propiedades de transporte, la capacidad térmica y la magnetización a temperatura ambiente.

Principales resultados:

• Gd(117)Co(56)Sn(112) posee un volumen de célula de la unidad primitiva de ~6858 Å(3) con ~285 átomos por célula de la unidad primitiva.
• Se logró una conductividad térmica de red a temperatura ambiente de κ(L) = 0,28 W/(m·K), entre las más bajas reportadas para sólidos no vidriosos.
• Se observa una baja resistividad eléctrica a temperatura ambiente.

Conclusiones:

• Gd{117) Co{56) Sn{112) demuestra una conductividad térmica de celosía excepcionalmente baja, adecuada para aplicaciones termoeléctricas.
• El material se acerca al ideal de "cristal de vidrio de electrones de fonón", equilibrando las propiedades de transporte térmico y eléctrico.