由于K+离子振动导致的晶格热导率降低,使得K4ZnAs2材料具有优异的热电性能

《Journal of Materials Chemistry C》:Suppressed lattice thermal conductivity due to K+ ion vibration results in high thermoelectric performance in K4ZnAs2

【字体: 时间:2025年10月04日 来源:Journal of Materials Chemistry C 5.1

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  热电性能研究显示,K4ZnAs2晶格热导率在300K时沿x(y)和z方向分别为0.282和0.138 W·m?1·K?1,其低值源于K离子振动引发的高非谐性及声子散射率,同时材料兼具适中的Seebeck系数和电导率,适合热电应用。

  

通过运用密度泛函理论和玻尔兹曼输运方程,我们研究了K4ZnAs2的电子结构及其热电输运特性。在300 K时,K4ZnAs2沿x(y)方向和z方向的晶格热导率(κl)分别为0.282 W m-1K-1和0.138 W m-1K-1,属于较低水平。K原子的振动行为导致K4ZnAs2中存在显著的非谐性,从而引发了较高的声子散射率。由于热载流子(声子)的群速度较低且散射率较高,晶格热导率受到抑制。我们的研究表明,无论是p型还是n型的K4ZnAs2,其晶格热导率的降低,加上较高的塞贝克系数和电导率,使其成为一种适用于热电应用的理想材料。

图形摘要:由于K<sup>+</sup>离子的振动作用,晶格热导率受到抑制,从而使K4ZnAs2具有优异的热电性能
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