通过化学键拉伸和缺陷工程控制的声子传输:填充β-Mn型相的案例研究
Oleksandr Cherniushok1, Taras Parashchuk1, Raul Cardoso-Gil2
1Thermoelectric Research Laboratory, Department of Inorganic Chemistry, Faculty of Materials Science and Ceramics, AGH University of Krakow, Mickiewicza Avenue 30, 30-059 Krakow, Poland.
Inorganic chemistry
|September 13, 2024
概括
控制材料弹性调节先进热电材料的热传输. 在PbGaInTe阶段的离子替换通过增强无和性和缺陷,显著降低了晶格导热性.
科学领域:
- 固态物理学和材料科学 固态物理学和材料科学
- 热电材料研究热电材料研究.
背景情况:
- 弹性特性极大地影响固体中的热传输.
- 了解晶体结构,粘合和弹性是热电 (TE) 材料进步的关键.
- 格子导热率 (κL) 是TE效率的一个关键参数.
研究的目的:
- 研究四面体空隙中阴子置换对α-和β-PbGa6−xInxTe10.0的结构,热和TE特性的影响.
- 阐明这些β-Mn型相中的晶体结构,弹性特性和晶格导热性之间的关系.
- 探索调节功能材料中的热传输方法.
主要方法:
- 合成和PbGa6−xInxTe10相的特征与不同的含量 (x).
- 对结构性,电子性和热传输性能的分析.
- 测量格子导热率 (κL) 作为温度和组成的函数.
主要成果:
- 研究的材料表现出具有可调节的p-到n类型导电性的半导体行为.
- 框架的显著扭曲导致载体流动性低,电荷载体散射强.
- 观察到超低的晶格导热率 (κL),在298 K时从0.59到0.36 W m-1 K-1下降,随着x的增加,归因于不和性和缺陷.
结论:
- 阴离子替代有效地改变β-Mn型相的电子和热传输特性.
- 强的格子无和性和缺陷形成是实现超低导热的关键机制.
- 控制晶体结构和弹性特性提供了一个强大的策略来调节功能性材料中的声子运输.
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