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:6
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
自然寒烟完成签到,获得积分10
刚刚
huangyao发布了新的文献求助10
1秒前
情怀应助Peix采纳,获得10
2秒前
2秒前
无花果应助花花金兔采纳,获得10
2秒前
suwan完成签到,获得积分10
2秒前
云凡应助yofan采纳,获得10
3秒前
4秒前
Pennyway发布了新的文献求助10
5秒前
自然寒烟发布了新的文献求助10
5秒前
雨天完成签到,获得积分10
6秒前
Owen应助qiuqiu采纳,获得10
8秒前
9秒前
12秒前
香精发布了新的文献求助10
14秒前
惊涛骇浪完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
17秒前
18秒前
柯一一应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
柯一一应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
yydragen应助科研通管家采纳,获得30
19秒前
Qiao应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
19秒前
19秒前
19秒前
19秒前
19秒前
24秒前
24秒前
pan发布了新的文献求助10
25秒前
Yan完成签到,获得积分10
26秒前
iiiid发布了新的文献求助10
28秒前
bemyselfelsa发布了新的文献求助10
29秒前
啦啦啦完成签到,获得积分10
29秒前
33秒前
33秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Technical Brochure TB 814: LPIT applications in HV gas insulated switchgear 1000
Immigrant Incorporation in East Asian Democracies 600
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3967279
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3512575
关于积分的说明 11164253
捐赠科研通 3247522
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1793850
邀请新用户注册赠送积分活动 874729
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 804495