Kemiske tendenser i høj termoelektrisk ydeevne bevist i pyrit-type dicalcogenider
Figur 1. a. Krystalstrukturer og bindinger mellem atomer i pyrit-type IIB-VIA2 dichalcogeniderne; b. Den tilsvarende første Brillouin-zone og dens højsymmetripunkter. Kredit:Jia Tiantian
Prof. Zhang Yongshengs forskningsgruppe ved Hefei Institutes of Physical Science ved det kinesiske videnskabsakademi har systematisk undersøgt de termoelektriske (TE) egenskaber af tre pyrit-type IIB-VIA2 dicalcogenider (ZnS2 , CdS2 og CdSe2 ), og udforskede deres fysiske mekanismer og flere kemiske tendenser.
Deres resultater blev offentliggjort i Physics Review B .
Gennem high-throughput beregninger, de tre pyrit-type IIB-VIA2 dicalcogenider (ZnS2 , CdS2 og CdSe2 ) med simpel kubisk struktur og billige elementer var blevet forudsagt at have lovende TE-egenskaber af holdet. Den detaljerede TE-adfærd og de grundlæggende underliggende fysiske mekanismer bag dem forbliver dog stadig tvetydige.
Til denne undersøgelse undersøgte forskerne de termiske og elektriske transportegenskaber af de tre pyrit-type IIB-VIA2 dichalcogenider og evaluerede deres termoelektriske ydeevne ved at udnytte mere nøjagtige metoder.
Efter at have beregnet og analyseret fononegenskaberne konkluderede de, at alle tre pyrit-type dichalcogenider havde lokaliserede højfrekvente optiske fononer bidraget af deres stærkt kovalent bundne ikke-metalliske dimerer og bløde fonontilstande bidraget med deres raslende som metalatomer, hvilket resulterede i deres stærke anharmoniciteter. og lav varmeledningsevne.
Der er også kemiske tendenser, hvor tungere atommasser, større atomare forskydningsparametre og længere bindingslængder mellem metalliske og ikke-metalliske atomer kan føre til blødere fononfrekvenser.
-
Figur 2. Beregnede partielle fonondensiteter af tilstande. Kredit:Jia Tiantian
-
Figur 3. Beregnede effektfaktorer (a) og værdital (b) som funktioner af bærerkoncentrationen for p-type og n-type doping ved 300 K i henholdsvis ZnS2, CdS2 og CdSe2 (fra venstre mod højre). Kredit:Jia Tiantian
Desuden viste alle de tre forbindelser lovende elektriske transportegenskaber for både p-type og n-type doping på grund af deres store densitet-af-tilstande effektive masser og små ledningsevne effektive masser, hvilket kunne forklares ved den komplekse ikke-sfæriske iso-energi Fermi-overflader i valens- og ledningsbåndene.
Ud over det fandt de ud af, at den lave gitters termiske ledningsevne og lovende elektriske transportegenskaber bidrog til deres fremragende termoelektriske ydeevne.
"Denne undersøgelse illustrerer virkningerne af de lokaliserede ikke-metalliske dimerer og de raslende metalatomer på de termiske transportegenskaber og betydningen af forskellige bærereffektive masser for elektriske transportegenskaber i disse pyrit-type dichalcogenider, som kunne bruges til at forudsige og optimere TE-egenskaberne af andre TE-forbindelser i fremtiden," sagde Jia Tiantian, førsteforfatter af undersøgelsen. + Udforsk yderligere
Forskere opdager mekanismer bag termoelektrisk materiale
Varme artikler
-
Sådan fungerer det: SpændingsrelæEt relæ refererer til en elektrisk betjent switch eller komponent, der bruges til at bryde eller afbryde et kredsløb. Spændingsrelæer kører baseret på et forudindstillet spændingsniveau eller den kraf -
Fordele og ulemper ved kulenergiKul er en af de mest rigelige og billigste fossile brændstoffer i verden og tegner i øjeblikket næsten 40 procent af energiproduktionen i USA. Denne brændstofkildes tilgængelighed og overkommelige p -
Et nyt beat i kvantestofKredit:CC0 Public Domain Oscillerende adfærd er allestedsnærværende i naturen, lige fra planeternes kredsløb til den periodiske bevægelse af et sving. I rene krystallinske systemer, præsenterer en -
Sammenbrud af en førende teori for bevidsthedens kvanteoprindelseGran Sasso laboratoriet med lav radioaktivitet. Kredit:Massimiliano De Deo, LNGS-INFN Bevidsthedens oprindelse er et af videnskabens største mysterier. En foreslået løsning, først foreslået af nobe
- Effekter af Hydrogen Bomb
- En ny teoretisk model for tavs videnoverførsel
- Forskere udvikler tre-trins proces til at bygge fraktale nanostrukturer
- To nye uddøde primatarter findes i Gona i Etiopien
- Elektroner i en krystal har vist sig at udvise forbundne og knudrede kvantedrejninger
- Ledetråde for klimaændringer afsløret af iskappens kollaps