Compromise between band structure and phonon scattering in efficient n-Mg3Sb2-Bi thermoelectrics

热电效应 材料科学 热电材料 凝聚态物理 声子散射 带隙 有效质量(弹簧-质量系统) 功勋 热导率 散射 声子 电子能带结构 工程物理 光电子学 光学 物理 热力学 复合材料 量子力学
作者
Xuemin Shi,Xinyue Zhang,Alex M. Ganose,Junsoo Park,Cheng Sun,Zhiwei Chen,Siqi Lin,Wen Li,Anubhav Jain,Yanzhong Pei
出处
期刊:Materials Today Physics [Elsevier BV]
卷期号:18: 100362-100362 被引量:53
标识
DOI:10.1016/j.mtphys.2021.100362
摘要

n-type Mg3Sb2-based materials have become a top candidate for efficient thermoelectric applications within 300–700 K, due to its high band degeneracy, inherently high carrier mobility and low lattice thermal conductivity, as well as its advantages of less toxicity and abundance. Existing works showed that Mg3Bi2-alloying largely help ensure the exceptional performance, leaving a key issue to be uncovered on the primary mechanisms favoring or limiting the thermoelectric performance of Mg3Sb2-xBix alloys. Here we focus on the alloy composition dependent transport properties at various temperatures, with a large volume of experimental data. It is revealed that, with increasing x, the reduction in both inertial mass and lattice thermal conductivity is significantly beneficial, but the closure in band gap leads to a strong compensation due to the bipolar effect. Such a compromise between band structure and phonon scattering results in optimal Mg3Bi2-alloying concentrations to be about 50%–75% at 300 K, 50%–60% at 450 K and 50% at 600 K, which successfully guiding this work to realize extraordinary thermoelectric figure of merit at these temperatures.

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
刚刚
刚刚
水水完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
3秒前
3秒前
4秒前
舌甘发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
黄鸿祥完成签到,获得积分20
5秒前
yyy关注了科研通微信公众号
5秒前
5秒前
是追风的人啊完成签到 ,获得积分10
5秒前
YU完成签到 ,获得积分10
5秒前
兔子小伙发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
vllvkk发布了新的文献求助10
6秒前
Mon完成签到 ,获得积分10
7秒前
单薄绿竹发布了新的文献求助10
7秒前
科研通AI6.2应助贪玩蓝月采纳,获得10
8秒前
黄鸿祥发布了新的文献求助10
8秒前
成就的凡松完成签到,获得积分10
8秒前
刘谋完成签到,获得积分20
9秒前
小虫子完成签到,获得积分10
9秒前
老实凝蕊完成签到,获得积分10
10秒前
仇悦完成签到,获得积分10
10秒前
Code_Zero发布了新的文献求助10
11秒前
陈平安完成签到,获得积分10
12秒前
yycbl发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
neuron2021完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
胡涵暄完成签到 ,获得积分10
15秒前
张三完成签到,获得积分10
16秒前
单薄绿竹完成签到,获得积分10
17秒前
风中麦片完成签到 ,获得积分10
17秒前
19秒前
19秒前
20秒前
molihuakai应助可爱的从寒采纳,获得10
20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
Cronologia da história de Macau 5000
Petrology and Plate Tectonics 800
Electrode Potentials 550
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Trees of tropical Asia : an illustrated guide to diversity 500
Materials Informatics Molecules, Crystals and Beyond A volume in Acta Materialia Book Series 400
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7046620
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8712530
关于积分的说明 18448500
捐赠科研通 6560972
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3118670
关于科研通互助平台的介绍 2204712
邀请新用户注册赠送积分活动 2094028