具有超低晶格热导率与优异热电性能的准一维材料Bi_(4)RuI_(2)的第一性原理研究OA
准一维材料因维度降低和链间较弱的范德瓦耳斯相互作用,为实现超低晶格热导率的热电应用提供了优异平台.本文利用第一性原理计算结合玻尔兹曼输运理论,探究了准一维材料Bi_(4)RuI_(2)的热电输运性质.计算结果表明,Bi_(4)RuI_(2)表现出极低的本征链间和链内晶格热导率,温度为300(800)K时分别为0.349和1.851(0.131和0.714)W/mK.Bi_(4)RuI_(2)极低的热导率源于较小的声子群速度与较强的晶格非谐性,这可以归因于较重的组成元素、复杂的晶体结构、声子的避免交叉、孤对电子以及多种键合相互作用.由于一维共价链间的范德瓦耳斯相互作用较弱,Bi_(4)RuI_(2)的晶格热导率表现出明显的各向异性,链间方向的热导率明显低于链内方向.此外,较高的功率因子和较低的晶格热导率,使得Bi_(4)RuI_(2)具有高的热电优值,表现出良好的热电性能.在n型载流子掺杂下,温度为800 K时链间和链内方向最大热电优值ZT分别可以达到1.59和2.54.这些理论发现表明,准一维Bi_(4)RuI_(2)是一种潜在的高性能热电低维材料,在亚纳米器件中有良好的应用前景.
雷文;李欣怡;肖峰;宋欣雨;王金鹏;郭镇豪;明星
桂林理工大学物理与电子信息工程学院,桂林541004桂林理工大学物理与电子信息工程学院,桂林541004中山大学物理学院,广州510275桂林理工大学物理与电子信息工程学院,桂林541004桂林理工大学物理与电子信息工程学院,桂林541004桂林理工大学物理与电子信息工程学院,桂林541004桂林理工大学物理与电子信息工程学院,桂林541004
数理科学
热电性质第一性原理研究玻尔兹曼输运理论准一维材料
《物理学报》 2026 (8)
P.325-333,9
国家自然科学基金(批准号:12264011)广西重点研发计划(批准号:桂科AB25069467)桂林理工大学科研启动基金(批准号:RD2400003871)资助的课题。
评论