Improved Solubility in Metavalently Bonded Solid Leads to Band Alignment, Ultralow Thermal Conductivity, and High Thermoelectric Performance in SnTe

材料科学 热电效应 溶解度 兴奋剂 密度泛函理论 掺杂剂 声子散射 化学键 凝聚态物理 热导率 物理化学 计算化学 光电子学 热力学 复合材料 物理 有机化学 化学
作者
Yuqi Liu,Xuemei Zhang,Pengfei Nan,Bo Zou,Qingtang Zhang,Yunxiang Hou,Shuang Li,Yaru Gong,Qingfeng Liu,Binghui Ge,Oana Cojocaru‐Mirédin,Yuan Yu,Yongsheng Zhang,Guang Chen,Matthias Wuttig,Guodong Tang
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:32 (47) 被引量:67
标识
DOI:10.1002/adfm.202209980
摘要

Abstract SnTe is an emerging Pb‐free thermoelectric compound that has drawn significant attention for clean energy conversion. Chemical doping is routinely used to tailor its charge carrier concentration and electronic band structures. However, the efficacy of dopants is often limited by their small solubility. For example, only 0.5% Ag can be incorporated into the SnTe matrix. Yet, significantly more Ag (>7%) can be dissolved if SnTe is alloyed with AgSbTe 2 . This large enhancement of solubility can be understood from a chemical bonding perspective. Both SnTe and AgSbTe 2 employ metavalent bonding as identified by an unusual bond‐rupture in atom probe tomography. Density functional theory calculations show that upon Ag doping the energy offset of the upmost two valence bands decreases significantly. This induces band alignment in SnTe, which results in an enhanced power factor over a broad temperature range. Moreover, the increased concentration of point defects and associated lattice strain lead to strong phonon scattering and softening, contributing to an extremely low κ L of 0.30 Wm −1 K −1 . These synergistic effects contribute to a peak ZT of 1.8 at 873 K and a record‐high average ZT of ≈1.0 between 400 and 873 K in Sn 0.87 Mn 0.08 Sb 0.08 Te–5%AgSbTe 2 alloy.

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
呵叹六发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
1秒前
科研通AI6.3应助难过从云采纳,获得10
2秒前
矮小的羽毛11关注了科研通微信公众号
2秒前
俭朴绿兰发布了新的文献求助10
2秒前
Xiaowen发布了新的文献求助10
2秒前
大模型应助大意的海豚采纳,获得10
4秒前
4秒前
烟花应助王球球采纳,获得10
5秒前
hao发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
Aimee发布了新的文献求助10
6秒前
Tammy完成签到,获得积分10
8秒前
斯文败类应助7w采纳,获得10
9秒前
lancerimpp完成签到,获得积分10
10秒前
嘟嘟发布了新的文献求助10
10秒前
忧郁连虎完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
12秒前
14秒前
万能图书馆应助hwj采纳,获得10
15秒前
16秒前
16秒前
17秒前
鸭鸭发布了新的文献求助20
17秒前
xiaoxiao31996发布了新的文献求助30
18秒前
北斗发布了新的文献求助10
18秒前
小龙完成签到,获得积分10
18秒前
坚定的白薇完成签到,获得积分10
18秒前
小高完成签到 ,获得积分10
18秒前
天天快乐应助Gary采纳,获得10
19秒前
老魏老魏完成签到,获得积分10
19秒前
wenwen发布了新的文献求助10
21秒前
hhh完成签到,获得积分20
21秒前
21秒前
22秒前
jinmai完成签到 ,获得积分10
22秒前
jojojojojo发布了新的文献求助10
22秒前
22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 Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1500
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1500
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
Founders of Experimental Physiology: biographies and translations 500
ON THE THEORY OF BIRATIONAL BLOWING-UP 500
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 6373098
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8186656
关于积分的说明 17280968
捐赠科研通 5427241
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2871328
邀请新用户注册赠送积分活动 1848102
关于科研通互助平台的介绍 1694376