Cu3BiS3: Two‐Dimensional Coordination Induces Out‐of‐Plane Phonon Scattering Enabling Ultralow Thermal Conductivity

声子 热导率 散射 材料科学 凝聚态物理 平面(几何) 声子散射 热的 物理 热力学 光学 数学 几何学 复合材料
作者
Fei Jia,Shuang Zhao,Jing Wu,Ling Chen,Te‐Huan Liu,Li‐Ming Wu
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:62 (51) 被引量:13
标识
DOI:10.1002/anie.202315642
摘要

The discovery of compounds with low thermal conductivity and the understanding of their microscopic mechanisms are of great challenges and scientific significance. Herein, we report a unique ternary sulfide compound, Cu3 BiS3 , in which all Cu atoms are coordinated within a two-dimensional [CuS3 ] triangle plane. This local coordination leads to efficient out-of-plane phonon scattering and an ultralow thermal conductivity. Through DFT phonon spectrum calculations and analyses, we reveal that the lowest vibration frequency decreases from 2 THz for high-dimensional [CuS4 ] tetrahedral coordinated Cu atoms in CuBiS2 (CN=4, with an average Cu-S bond length of 2.328 Å) to 1.5 THz for low-dimensional [CuS3 ] triangular coordinated Cu atoms in Cu3 BiS3 (CN=3, with a shorter Cu-S bond length of 2.285 Å). This is due to the out-of-plane thermal vibration of the Cu atoms in the latter. Consequently,Cu3 BiS3 exhibits one of the lowest values of κlat (0.32 W/m K) among its peer, with a 36 % reduction compared to CuBiS2 (0.50 W/m K). This groundbreaking discovery highlights the significant role of 2D local coordination in reducing thermal conductivity through characteristic out-of-plane phonon scattering, while also contributing to a large Grüneisen parameter (2.06) in Cu3 BiS3 .
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
forge完成签到,获得积分10
刚刚
2秒前
无极微光应助从容的盼晴采纳,获得20
2秒前
3秒前
Fu完成签到,获得积分10
3秒前
傻傻的紫发布了新的文献求助10
3秒前
超级发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
琴香孙琴香完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
包bao发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
lizishu应助刘刘刘采纳,获得10
7秒前
8秒前
DR发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
山本无山发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
超级发布了新的文献求助10
11秒前
FAST发布了新的文献求助10
11秒前
万能图书馆应助null采纳,获得10
12秒前
12秒前
12332145678完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
方旭完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
xcz完成签到 ,获得积分10
14秒前
粒粒完成签到,获得积分10
14秒前
华仔应助babypping采纳,获得10
14秒前
15秒前
山本无山完成签到,获得积分10
16秒前
动听小笼包完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
好好发布了新的文献求助10
18秒前
小蘑菇应助会飞的猪采纳,获得10
18秒前
suye发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
Orange应助Liu采纳,获得10
20秒前
田様应助xxhhhhhh采纳,获得10
20秒前
yin2发布了新的文献求助10
21秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Wiley Blackwell Companion to Diachronic and Historical Linguistics 3000
The impact of workplace variables on juvenile probation officers’ job satisfaction 1000
When the badge of honor holds no meaning anymore 1000
HANDBOOK OF CHEMISTRY AND PHYSICS 106th edition 1000
ASPEN Adult Nutrition Support Core Curriculum, Fourth Edition 1000
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6280334
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8099603
关于积分的说明 16933519
捐赠科研通 5347952
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2842842
邀请新用户注册赠送积分活动 1820252
关于科研通互助平台的介绍 1677163