High-Throughput Screening of Rattling-Induced Ultralow Lattice Thermal Conductivity in Semiconductors

热导率 声子 玻尔兹曼方程 格子(音乐) 计算 半导体 热电材料 化学 热电效应 凝聚态物理 热力学 物理 算法 量子力学 计算机科学 声学
作者
Jielan Li,Wei Hu,Jinlong Yang
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:144 (10): 4448-4456 被引量:62
标识
DOI:10.1021/jacs.1c11887
摘要

Thermoelectric (TE) materials with rattling model show ultralow lattice thermal conductivity for high-efficient energy conversion between heat and electricity. In this work, by analysis of the key spirit of the rattling model, we propose an efficient empirical descriptor to realize the high-throughput screening of ultralow thermal conductivity in a series of semiconductors. This descriptor extracts the structural information of rattling atoms whose bond lengths with all the nearest neighboring atoms are larger than the sum of corresponding covalent radiuses. We obtain 1171 candidates from the Materials Project (MP) Database that contains more than 100 000 materials. Combining the empirical equation of high-throughput computation with a machine learning algorithm, we compute the approximate lattice thermal conductivities (κL) and find the κL values of 532 materials are less than 2.0 W m-1 K-1 at 300 K, which can be regarded as the criteria of ultralow κL in general. In particular, we demonstrate that halide double perovskites structures show ultralow κL, which provides valuable references for promising low κL materials in future experiments. In order to further verify our computational results, we calculate accurate κL for Rb2SnBr6 and CsCu3O2 as candidates with the low lattice thermal conductivity by solving the phonon Boltzmann transport equation. In particular, we demonstrate that Rb2SnBr6 has the lowest κL value of 0.1 W m-1 K-1 at 300 K of all known thermal conductivity materials with the rattling model so far.
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
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
xixi完成签到,获得积分10
刚刚
calvin完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
朴素若枫关注了科研通微信公众号
1秒前
hhhhh发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
JamesPei应助Jason采纳,获得10
1秒前
惠惠发布了新的文献求助10
1秒前
小鱼完成签到,获得积分10
2秒前
李心怡发布了新的文献求助10
2秒前
啥也不会发布了新的文献求助10
2秒前
1078发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
4秒前
洛洛发布了新的文献求助20
5秒前
5秒前
星辰大海应助lalala采纳,获得10
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
小鱼发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
ballia完成签到,获得积分10
6秒前
珂珂可可完成签到,获得积分10
6秒前
曲曲发布了新的文献求助10
6秒前
隐形小湫完成签到,获得积分10
6秒前
zhangnan完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
鲁路修完成签到,获得积分10
7秒前
bkwal3617完成签到,获得积分10
7秒前
期待发布了新的文献求助10
8秒前
紊鹤鹤完成签到,获得积分10
8秒前
bkagyin应助淡然的舞仙采纳,获得10
8秒前
英姑应助璇式交流电采纳,获得30
8秒前
肖恩发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
科研通AI6.3应助lz采纳,获得10
9秒前
9秒前
深情安青应助阿波罗采纳,获得30
9秒前
11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
晶种分解过程与铝酸钠溶液混合强度关系的探讨 8888
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
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 6421758
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8240821
关于积分的说明 17514643
捐赠科研通 5475676
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2892566
邀请新用户注册赠送积分活动 1868949
关于科研通互助平台的介绍 1706360