Enhanced Low-Temperature Thermoelectric Performance in the Two-Dimensional A Mn X Family

凝聚态物理 热电效应 材料科学 声子 热电材料 非谐性 塞贝克系数 热导率 价(化学) 物理 热力学 量子力学 冶金
作者
Xincan Wang,De Zhang,Xu Lu,Guang Han,Xiaolong Yang,Guoyu Wang,Zizhen Zhou,Huixia Fu,Xiaoyuan Zhou
出处
期刊:Physical review applied [American Physical Society]
卷期号:20 (1) 被引量:2
标识
DOI:10.1103/physrevapplied.20.014052
摘要

Thermoelectric (TE) coolers show considerable promise for replacing aging refrigeration devices, which suffer from the poor low-temperature performance of most TE materials due to the small entropy of carriers and weak lattice vibrational anharmonicity. Here we propose that two-dimensional (2D) semiconductors with multiple bonding layers can be potential TE cooling materials, and the 2D A$\mathrm{Mn}$X (A = $\mathrm{Sr},\mathrm{Ba}$; X = $\mathrm{Sn},\mathrm{Pb}$) family is identified as an example. Owing to the d-orbital inversion of the $\mathrm{Mn}$ element, both the valence and conduction bands possess continuously square-shaped band edges with slight energy divergence, which trigger high mobility and sharply enhanced density of states near the Fermi level, thereby producing large power factors for both p- and n- type materials. Moreover, the coexistence of soft covalent bonds and ionic layers lowers phonon group velocity and strengthens phonon scattering, resulting in extremely low lattice thermal conductivity. At optimal carrier concentrations, both p- and n-type $\mathrm{SrMnPb}$ quintuple layers can reach ultrahigh room-temperature ZT above 2.0, with excellent average ZT beyond 1.8 from 150 to 350 K. This work not only proposes a tellurium-free alternative for TE refrigeration, but also provides general indicators for guiding the search for high-performance TE cooling materials.
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
刚刚
酷波er应助hhllhh采纳,获得10
1秒前
SophiaMX发布了新的文献求助10
1秒前
慕青应助ashley采纳,获得10
3秒前
大模型应助陈七采纳,获得10
3秒前
orixero应助珝潏采纳,获得10
3秒前
852应助肥波采纳,获得10
4秒前
Wang发布了新的文献求助10
4秒前
阿拉丁完成签到,获得积分10
5秒前
852应助xiaowei666采纳,获得30
5秒前
Akim应助李昕123采纳,获得10
5秒前
研友_VZG7GZ应助外向铃铛采纳,获得10
7秒前
爆米花应助xinlinwang采纳,获得10
7秒前
8秒前
9秒前
10秒前
11秒前
12秒前
12秒前
阿拉丁发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
浮游应助一只酸牛牛采纳,获得10
13秒前
14秒前
SiqiZhang发布了新的文献求助10
15秒前
one发布了新的文献求助10
15秒前
喵喵子发布了新的文献求助10
16秒前
丘比特应助cjf采纳,获得10
16秒前
16秒前
16秒前
x夏天发布了新的文献求助10
16秒前
周肆完成签到,获得积分10
16秒前
hhllhh发布了新的文献求助10
16秒前
典雅问寒发布了新的文献求助10
18秒前
WangZ完成签到,获得积分10
18秒前
寻道图强应助小尚采纳,获得30
19秒前
Anya发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
彭于晏应助吃葡萄皮采纳,获得30
19秒前
独行独行发布了新的文献求助10
20秒前
周肆发布了新的文献求助10
21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
Constitutional and Administrative Law 1000
Synthesis and properties of compounds of the type A (III) B2 (VI) X4 (VI), A (III) B4 (V) X7 (VI), and A3 (III) B4 (V) X9 (VI) 500
Microbially Influenced Corrosion of Materials 500
Die Fliegen der Palaearktischen Region. Familie 64 g: Larvaevorinae (Tachininae). 1975 500
The Experimental Biology of Bryophytes 500
The YWCA in China The Making of a Chinese Christian Women’s Institution, 1899–1957 400
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 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5394134
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4515426
关于积分的说明 14053922
捐赠科研通 4426623
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2431456
邀请新用户注册赠送积分活动 1423562
关于科研通互助平台的介绍 1402541