Vacancies tailoring lattice anharmonicity of Zintl-type thermoelectrics

声子 非谐性 热电材料 散射 格子(音乐) 声子散射 材料科学 晶体结构 热导率 凝聚态物理 热电效应 物理 化学 结晶学 热力学 光学 复合材料 声学
作者
Jinfeng Zhu,Qingyong Ren,Chen Chen,Chen Wang,Mingfang Shu,He Miao,Cuiping Zhang,Manh Duc Le,Shuki Torri,Chin-Wei Wang,Jianli Wang,Zhenxiang Cheng,Lisi Li,Guohua Wang,Yuxuan Jiang,Mingzai Wu,Zhe Qu,Xin Tong,Yue Chen,Qian Zhang,Jie Ma
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:15 (1) 被引量:2
标识
DOI:10.1038/s41467-024-46895-4
摘要

Abstract While phonon anharmonicity affects lattice thermal conductivity intrinsically and is difficult to be modified, controllable lattice defects routinely function only by scattering phonons extrinsically. Here, through a comprehensive study of crystal structure and lattice dynamics of Zintl-type Sr(Cu,Ag,Zn)Sb thermoelectric compounds using neutron scattering techniques and theoretical simulations, we show that the role of vacancies in suppressing lattice thermal conductivity could extend beyond defect scattering. The vacancies in Sr 2 ZnSb 2 significantly enhance lattice anharmonicity, causing a giant softening and broadening of the entire phonon spectrum and, together with defect scattering, leading to a ~ 86% decrease in the maximum lattice thermal conductivity compared to SrCuSb. We show that this huge lattice change arises from charge density reconstruction, which undermines both interlayer and intralayer atomic bonding strength in the hierarchical structure. These microscopic insights demonstrate a promise of artificially tailoring phonon anharmonicity through lattice defect engineering to manipulate lattice thermal conductivity in the design of energy conversion materials.

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
不懂应助小鱼丸采纳,获得10
刚刚
马先生完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
FWY完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
mengdewen发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
5秒前
珊瑚完成签到,获得积分10
7秒前
小橘子发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
贾浩然发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
LSY完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
长情诗蕊完成签到,获得积分10
9秒前
1区top完成签到,获得积分10
10秒前
ZQ完成签到,获得积分10
10秒前
buqi发布了新的文献求助10
10秒前
爆米花应助jianke采纳,获得10
13秒前
小小牛马应助soilman采纳,获得10
13秒前
CDR发布了新的文献求助30
13秒前
13秒前
molihuakai应助精明的水杯采纳,获得10
13秒前
14秒前
14秒前
cdercder应助ioio采纳,获得10
15秒前
lumen完成签到,获得积分10
15秒前
ssunqi发布了新的文献求助10
16秒前
buqi完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
Akim应助mengdewen采纳,获得50
18秒前
wulanshu发布了新的文献求助10
18秒前
14and15应助15采纳,获得30
18秒前
个性思真发布了新的文献求助30
19秒前
23秒前
Ava应助chrainy采纳,获得10
24秒前
不懂应助从月亮走向月亮采纳,获得10
27秒前
Sun1c7发布了新的文献求助10
28秒前
29秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(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
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 1000
Weaponeering: An Introduction Fourth Edition, Volume 1 1000
Advanced Weaponeering Fourth Edition, Volume 2 1000
Evidence Summary. Injection (subcutaneous):op- timal administration 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7502293
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9092507
关于积分的说明 19399783
捐赠科研通 7111578
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3251088
关于科研通互助平台的介绍 2420408
邀请新用户注册赠送积分活动 2237112