Фононные спектры и решеточная теплопроводность высокоэффективного термоэлектрика SnSe

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Селенид олова обладает рекордными значениями термоэлектрической эффективности, что во многом обусловлено его низкой решеточной теплопроводностью, возникающей вследствие сильного решеточного ангармонизма. В данной работе на основе молекулярно-динамических симуляций осуществлен анализ влияния температуры и объема на плотности фононных состояний низкотемпературной фазы SnSe с пространственной группой симметрии Pnma. Продемонстрирована стабилизация фазы с кристаллической структурой Cmcm при высоких температурах. Из численного решения линеаризованного транспортного уравнения Больцмана получена аномально низкая решеточная теплопроводность SnSe, которая согласуется с экспериментальными данными в широком интервале температур.

Об авторах

А. Н Филанович

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина; Институт физики металлов имени М.Н.Михеева Уральского отделения РАН

Email: a.n.filanovich@urfu.ru
Екатеринбург, Россия; Екатеринбург, Россия

А. А Повзнер

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина

Екатеринбург, Россия

Список литературы

  1. Z.-G. Chen, X. Shi, L. Zhao, and J. Zou, Prog. Mater. Sci. 97, 283 (2018).
  2. L. Xie, D. Hea and J. He, Mater. Horiz. 8, 1847 (2021).
  3. D. Guo, C. Li, K. Li, B. Shao, D. Chen, Y. Ma, J. Sun, X. Cao, W. Zeng, and X. Chang, Mater. Today Energy 20, 100665 (2021).
  4. Y. Wang, B. Qin, and L. Zhao, Appl. Phys. Lett. 119, 044103 (2021).
  5. N.V. Morozova, I.V. Korobeynikov, N. Miyajima, and S.V. Ovsyannikov, Adv. Sci. 9, 2103720 (2022).
  6. P. Zhang, D. Jin, M. Qin, Z. Zhang, Y. Liu, Z. Wang, Z. Lu, R. Xiong, and J. Shi, Phys. Rev. Appl. 21, 024043 (2024).
  7. C.W. Li, J. Hong, A. F. May, D. Bansal, S. Chi, T. Hong, G. Ehlers, and O. Delaire, Nature Phys. 11, 1063 (2015).
  8. R. Drautz, Phys. Rev. B 99, 014104 (2019).
  9. Y. Lysogorskiy, C.v.d. Oord, A. Bochkarev, S. Menon, M. Rinaldi, T. Hammerschmidt, M. Mrovec, A. Thompson, G. Csanyi, C. Ortner, and R. Drautz, npj Comput. Mater. 7, 97 (2021).
  10. А.Н. Филанович,Ю.В. Лысогорский, А.А. Повзнер, Физика и техника полупроводников 55, 1149 (2021).
  11. A. Carreras, A. Togo, and I. Tanaka, Comput. Phys. Commun. 221, 221 (2017).
  12. A. McGaughey and J. Larkin, Annu. Rev. Heat Transf. 17, 49 (2014).
  13. S. Plimpton, J. Comput. Phys. 117(1), 1 (1995).
  14. W.G. Hoover, Phys. Rev. A 31, 1695 (1985).
  15. S. Chen, K. F. Cai, and W. Zhao, Physica B: Condens. Matter 407, 4154 (2012).
  16. A. Togo, L. Chaput, T. Tadano, and I. Tanaka, J. Phys. Condens. Matter 35, 353001 (2023).
  17. A. Togo, L. Chaput, and I. Tanaka, Phys. Rev. B 91, 094306 (2015).
  18. T. Chattopadhyay, J. Pannetier, and H.G. von Schnering, J. Phys. Chem. Solids 47, 879 (1986).
  19. J. S, Kang, H. Wu, M. Li, and Y. Hu, Nano Lett. 19, 4941 (2019).
  20. L.-D. Zhao, S.H. Lo, Y. Zhang, H. Sun, G. Tan, C. Uher, C. Wolverton, V.P. Dravid, and M.G. Kanatzidis, Nature 508, 373 (2014).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024