应变诱导缺陷进化用于构建有孔的Cu2-Se,具有增强的热电性能
Chenyang Xiao1, Pengcheng Zhai1,2, Kailiang Fang1
1Hubei Key Laboratory of Theory and Application of Advanced Materials Mechanics, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China.
ACS applied materials & interfaces
|December 6, 2023
概括
铜化物 (Cu2-Se) 中的高水立压缩应变会诱导微观结构的变化,形成明显降低热导率的孔隙. 这种缺陷工程为优化热电材料提供了一个新的策略.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
- 固态化学 固态化学
背景情况:
- 超离子铜化物 (Cu2-Se) 是一个有前途的热电材料,因为它的高效率.
- 了解网格稳定性和微结构在应力下演变对于Cu2-Se应用至关重要,但仍未得到充分探索.
研究的目的:
- 研究水定压缩应变对Cu2-Se的微观结构和热电特性的影响.
- 阐明格子稳定性,微观结构进化和热电性能之间的关系.
主要方法:
- 用分子动力学 (MD) 模拟来研究材料在液压压缩下的行为.
- 进行了微观结构进化的分析,包括离子扩散,双胞胎进化和孔隙形成.
- 计算了格子的导热率,并将原始和修改样本进行比较.
主要成果:
- 高水定压缩应变诱导了局部铜离子扩散和双胞胎进化,破坏了Se子网格的稳定.
- 紧张结构的火导致蒸发,形成了像莲花一样的毛孔.
- 多孔的Cu1.92Se样本显示了晶格导热率的显著降低 (从0.44到0.24W m-1K-1在800K下降了约45%).
结论:
- 液态压缩应变可以被利用来设计缺陷,并在Cu2-Se.等超离子导体中创建独特的微结构.
- 观察到的孔隙形成通过增强声子散射,有效地降低了晶格导热率.
- 这项研究提供了一种通过可控缺陷工程和微观结构设计优化热电材料的新策略.
