Anisotropic lattice thermal conductivity in Sn2S3 : Role of rattling modes in phonon transport

各向异性 材料科学 物理 量子力学
作者
Xiao Sun,Rongkun Chen,Nancy Y. C. Yang,Shiqian Hu
出处
期刊:Physical review [American Physical Society]
卷期号:112 (12)
标识
DOI:10.1103/j7pb-17wn
摘要

The interplay between structure distortion and lattice dynamics provides a compelling strategy to suppress phonon transport in thermoelectric materials. In this work, we explore the origin of highly anisotropic thermal conductivity in ${\mathrm{Sn}}_{2}{\mathrm{S}}_{3}$ through first-principles calculations combined with the Wigner transport equation (WTE). We find that the stereochemically active lone-pair electrons of ${\mathrm{Sn}}^{2+}$ pronounced local structural distortions, characterized by asymmetric Sn--S bond angles and weakened bonding configurations. These distortions activate rattling modes, which flatten vibrational branches, enhance phonon scattering, and reduce group velocities, particularly along the $x$ and $z$ directions. In contrast, the $y$ direction supports more coherent and dispersive phonon transport, leading to markedly higher thermal conductivity. Additionally, the influence of rattling extends to coherent phonon transport, yielding a complex frequency-dependent interplay between particlelike and wavelike heat conduction. Our results establish a direct link between lone-pair-induced anharmonicity and anisotropic phonon transport, offering a design framework for low-$\ensuremath{\kappa}$ materials beyond van der Waals or interlayer-driven strategies.
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
2秒前
乐乐应助zheng_chen采纳,获得10
2秒前
桐桐应助zheng_chen采纳,获得10
2秒前
科研通AI6应助zheng_chen采纳,获得10
2秒前
善学以致用应助zheng_chen采纳,获得30
2秒前
Owen应助zheng_chen采纳,获得10
2秒前
隐形又柔发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
研友_VZG7GZ应助小罗采纳,获得10
10秒前
俊秀的半雪完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
Komorebi完成签到 ,获得积分10
14秒前
周小鱼发布了新的文献求助10
14秒前
c1302128340完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
17秒前
搜集达人应助亓昂采纳,获得10
17秒前
18秒前
科研通AI5应助yeyeye采纳,获得30
22秒前
pphss完成签到,获得积分10
22秒前
科目三应助学术射手采纳,获得50
24秒前
28秒前
梦想完成签到,获得积分10
30秒前
31秒前
Tony12发布了新的文献求助10
34秒前
Owen应助金三顺采纳,获得10
36秒前
比比完成签到 ,获得积分10
37秒前
37秒前
38秒前
跳跃的语雪完成签到,获得积分20
38秒前
41秒前
abb完成签到,获得积分10
41秒前
yu完成签到,获得积分20
42秒前
zhao完成签到 ,获得积分10
43秒前
Gates发布了新的文献求助10
43秒前
小罗发布了新的文献求助10
44秒前
yu发布了新的文献求助10
44秒前
zhaopeipei发布了新的文献求助10
44秒前
46秒前
46秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
Determination of the boron concentration in diamond using optical spectroscopy 600
The Netter Collection of Medical Illustrations: Digestive System, Volume 9, Part III - Liver, Biliary Tract, and Pancreas (3rd Edition) 600
Founding Fathers The Shaping of America 500
A new house rat (Mammalia: Rodentia: Muridae) from the Andaman and Nicobar Islands 500
2025-2031全球及中国蛋黄lgY抗体行业研究及十五五规划分析报告(2025-2031 Global and China Chicken lgY Antibody Industry Research and 15th Five Year Plan Analysis Report) 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 催化作用 遗传学 冶金 电极 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4537055
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3972128
关于积分的说明 12305419
捐赠科研通 3638852
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2003525
邀请新用户注册赠送积分活动 1038901
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 928336