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Topological Phonons and Thermoelectric Conversion in Crystalline Materials

材料科学 声子 热电效应 热电材料 拓扑(电路) 凝聚态物理 纳米技术 工程物理 量子力学 热导率 物理 复合材料 数学 组合数学
作者
Zhong‐Ke Ding,Yu‐Jia Zeng,Wangping Liu,Li‐Ming Tang,Ke‐Qiu Chen
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:34 (33) 被引量:22
标识
DOI:10.1002/adfm.202401684
摘要

Abstract Topological phononics, a fascinating frontier in condensed matter physics, holds great promise for advancing energy‐related applications. Topologically nontrivial phonons typically possess gapless edge or surface states. These exotic states of lattice vibrations, characterized by their nontrivial topology, offer unique opportunities for manipulating and harnessing energy transport. The exploration of topological phonons opens new avenues in understanding and controlling thermal transport properties, with potential applications in fields such as thermoelectric materials, phononic devices, and waste heat recovery. Here, an overview of concepts such as Berry curvature and topological invariants, along with the applications of phonon tight‐binding method and nonequilibrium Green's function method in the field of topological phononics is provided. This review encompasses the latest research progress of various topological phonon states within crystalline materials, including topological optical phonons, topological acoustical phonons, and higher‐order topological phonons. Furthermore, the study delves into the prospective applications of topological phonons in the realm of thermoelectric conversion, focusing on aspects like size effects and symmetry engineering.
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