Tailoring local chemical fluctuation of high-entropy structures in thermoelectric materials

电负性 熵(时间箭头) 热导率 热电效应 热力学 材料科学 原子半径 热涨落 凝聚态物理 电导率 格子(音乐) 化学物理 化学 物理 物理化学 有机化学 声学
作者
Wu Wang,Shixuan Liu,Yan Wang,Baohai Jia,Yi Huang,Lin Xie,Binbin Jiang,Jiaqing He
出处
期刊:Science Advances [American Association for the Advancement of Science]
卷期号:10 (25) 被引量:5
标识
DOI:10.1126/sciadv.adp4372
摘要

In high-entropy materials, local chemical fluctuation from multiple elements inhabiting the same crystallographic site plays a crucial role in their unique properties. Using atomic-resolution chemical mapping, we identified the respective contributions of different element characteristics on the local chemical fluctuation of high-entropy structures in thermoelectric materials. Electronegativity and mass had a comparable influence on the fluctuations of constituent elements, while the radius made a slight contribution. The local chemical fluctuation was further tailored by selecting specific elements to induce large lattice distortion and strong strain fluctuation to lower lattice thermal conductivity independent of increased entropy. The chemical bond fluctuation induced by the electronegativity difference had a noticeable contribution to the composition-dependent lattice thermal conductivity in addition to the known fluctuations of mass and strain field. Our findings provide a fundamental principle for tuning local chemical fluctuation and lattice thermal conductivity in high-entropy thermoelectric materials.
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