熱電能之間的轉(zhuǎn)換應(yīng)用迫切需要對高性能熱電材料的探索,，但好的熱電材料往往具有較強的晶格非諧性,，因此需要對高階非諧性進行處理。同時,，在研究塞貝克系數(shù)和電導(dǎo)率時，考慮各種散射機制也對提高計算結(jié)果至關(guān)重要,。
近期,，煙臺大學(xué)物理與電子信息學(xué)院的材料模擬與設(shè)計團隊聯(lián)合清華大學(xué)在堿鏑化合物的熱電性能研究中取得了重要進展。他們采用第一性原理計算結(jié)合自洽聲子理論,、壓縮感知晶格動力學(xué)和玻爾茲曼傳輸方程的先進方案,，研究了四種堿鏑化合物的晶格動力學(xué)、輸運性質(zhì)和熱電性能,。通過分析聲子頻率的四階非諧重整化以及四聲子散射,，詳細(xì)探討了這四種材料晶格熱導(dǎo)率背后的微觀機制，揭示了非諧性對熱輸運性質(zhì)的顯著影響,。他們還觀察到一個反?，F(xiàn)象：在400 K以上，Rb3Sb的晶格熱導(dǎo)率κL低于Cs3Sb,，經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)這主要是因為Rb3Sb的散射速率較大,。最后通過考慮各種散射機制，得到了合理的電子弛豫時間和電子輸運性質(zhì),。由于p型M3Sb在導(dǎo)帶底處具有較大的電子色散帶,，因此具有較高的電子遷移率。由于低的晶格熱導(dǎo)率κL和良好的功率因數(shù)(PF),，這四種p型堿銻化合物表現(xiàn)出優(yōu)異的熱電性能,。
該成果以“Influence of anharmonicity on the thermoelectric properties of alkali antimonide compounds M3Sb (M = Na, K, Rb, Cs)”為題發(fā)表在美國物理學(xué)會(American Physical Society, APS)旗下的一個著名學(xué)術(shù)期刊《Physical Review Applied》上。我校2022級碩士研究生劉培培為論文第一作者,，趙銀昌教授和戴振宏教授為通訊作者,，煙臺大學(xué)是第一單位。該工作受到了國家自然科學(xué)基金項目和山東省自然科學(xué)基金重大基礎(chǔ)研究項目的資助,。
文章信息：
文章作者：Peipei Liu（劉培培）, Yinchang Zhao（趙銀昌）, Jun Ni（倪軍）, and Zhenhong Dai（戴振宏）
文章題目：Influence of anharmonicity on the thermoelectric properties of alkali antimonide compounds M3Sb (M = Na, K, Rb, Cs)
文章DOI：https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.22.034049
鏈接：Phys. Rev. Applied 22, 034049 (2024) - Influence of anharmonicity on the thermoelectric properties of alkali antimonide compounds ${M}_{3}\mathrm{Sb}$ ($M$ = $\mathrm{Na}$, $\mathrm{K}$, $\mathrm{Rb}$, $\mathrm{Cs}$) (aps.org)
來稿時間：10月8日 審核：劉希斌 責(zé)任編輯：徐揚
