Effects of Pd atom vibration in the Sr–Te octahedral interstitial space in Zintl compound SrPdTe on lattice anharmonicity and thermoelectric properties

非谐性 八面体 热电材料 热电效应 热导率 材料科学 晶体结构 结晶学 声子散射 凝聚态物理 化学 物理 声子 热力学 复合材料
作者
Yue Wang,Yinchang Zhao,Sheng Meng,Jun Ni,Zhenhong Dai
出处
期刊:Journal of Chemical Physics [American Institute of Physics]
卷期号:160 (5)
标识
DOI:10.1063/5.0185762
摘要

Based on first-principles calculations, the current study deeply explores the thermoelectric properties of the Zintl compound SrPdTe. We found that the anharmonic vibration of Pd atoms plays an important role in the quartic anharmonic effect and the temperature dependence of the thermal conductivity. In the crystalline structure, Sr atoms form octahedra with eight surrounding Te atoms, while Pd atoms are located in the gaps between the octahedra. This structure makes the strong atomic mean square displacement of Pd atoms the main factor leading to the ultralow thermal conductivity. The study also reveals the effects of phonon frequency renormalization and four-phonon scattering on heat transfer performance. Even considering the spin-orbit coupling effect, multiple secondary valence band tops maintain the power factor of the material at high temperatures, providing a potential opportunity for achieving excellent thermoelectric performance.
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