Low lattice thermal conductivities and good thermoelectric performance of hexagonal antiperovskites X(Ba & Sr)3BiN with quartic anharmonicity

非谐性 凝聚态物理 热电效应 各向异性 热电材料 材料科学 声子 热导率 兴奋剂 物理 热力学 量子力学 复合材料
作者
Shuming Zeng,Xiang Yan,Shen Qian,Yusong Tu,Hao Huang,Geng Li
出处
期刊:Physical Chemistry Chemical Physics [The Royal Society of Chemistry]
卷期号:25 (39): 26507-26514 被引量:2
标识
DOI:10.1039/d3cp03248e
摘要

Antiperovskites are a burgeoning class of semiconducting materials that showcase remarkable optoelectronic properties and catalytic properties. However, there has been limited research on their thermoelectric properties. Combining first-principles calculations, self-consistent phonon theory and the Boltzmann transport equation, we have discovered that the hexagonal antiperovskites X(Ba & Sr)3BiN exhibit strong quartic lattice anharmonicity, where the anharmonic vibrations of the light N atoms primarily affect the lattice thermal conductivity (κL) along the c-axis direction. As a result, the lattice thermal conductivities along the a(b)-axis direction are low. At 300 K, the κL values of Ba3BiN and Sr3BiN are only 1.27 W m-1 K-1 and 2.24 W m-1 K-1, respectively. Moreover, near the valence band maximum, the orbitals of the N atoms dominate. This dominance allows Sr3BiN to achieve high power factor under p-type doping, resulting in an impressive thermoelectric figure of merit (ZT) of 0.94 along the c-axis direction at 800 K. In the a(b)-axis direction, at 800 K, n-type doped Ba3BiN exhibits a ZT value of 1.47, surpassing that of traditional thermoelectric materials. Our research elucidates that the hexagonal antiperovskites X(Ba & Sr)3BiN represent a category of potential thermoelectric materials with pronounced anisotropy, low thermal conductivity, and high thermoelectric performance.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
快乐小菜瓜完成签到 ,获得积分10
1秒前
3秒前
ZYQ完成签到 ,获得积分10
5秒前
尚可完成签到 ,获得积分10
6秒前
Mtoc完成签到 ,获得积分10
6秒前
小二郎应助zby采纳,获得10
7秒前
laola发布了新的文献求助10
8秒前
Lyn应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得30
8秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
幼萱完成签到,获得积分10
8秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
萧水白应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
iNk应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得30
9秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得50
9秒前
9秒前
9秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
zzuzll完成签到,获得积分10
10秒前
関电脑完成签到,获得积分10
10秒前
搜集达人应助hututu采纳,获得10
13秒前
14秒前
krabs发布了新的文献求助10
15秒前
NexusExplorer应助优雅破茧采纳,获得10
16秒前
贝利亚完成签到,获得积分10
17秒前
MateoX发布了新的文献求助10
18秒前
zby完成签到,获得积分10
22秒前
小小雪完成签到 ,获得积分10
23秒前
爱听歌的冷安完成签到,获得积分10
24秒前
HEIKU应助碌卡采纳,获得10
26秒前
simple完成签到,获得积分0
30秒前
MateoX完成签到,获得积分10
34秒前
imomoe完成签到,获得积分10
35秒前
桐桐应助bin采纳,获得10
36秒前
高分求助中
The late Devonian Standard Conodont Zonation 2000
Semiconductor Process Reliability in Practice 1500
歯科矯正学 第7版(或第5版) 1004
Nickel superalloy market size, share, growth, trends, and forecast 2023-2030 1000
Smart but Scattered: The Revolutionary Executive Skills Approach to Helping Kids Reach Their Potential (第二版) 1000
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 700
中国区域地质志-山东志 560
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 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 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3242047
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2886366
关于积分的说明 8243081
捐赠科研通 2555019
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1383192
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 649658
邀请新用户注册赠送积分活动 625417