Ultralow Glassy Thermal Conductivity and Controllable, Promising Thermoelectric Properties in Crystalline o-CsCu5S3

材料科学 非谐性 凝聚态物理 热电效应 声子 硫系化合物 热电材料 热导率 量子隧道 无定形固体 塞贝克系数 热力学 结晶学 光电子学 物理 化学 复合材料
作者
Jincheng Yue,Jiongzhi Zheng,Junda Li,S. Guo,Wenling Ren,Han Lv,Yanhui Liu,Tian Cui
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acsami.4c02097
摘要

We thoroughly investigated the anharmonic lattice dynamics and microscopic mechanisms of the thermal and electronic transport characteristics in orthorhombic o-CsCu5S3 at the atomic level. Taking into account the phonon energy shifts and the wave-like tunneling phonon channel, we predict an ultralow κL of 0.42 w/mK at 300 K with an extremely weak temperature dependence following ∼T–0.33. These findings agree well with experimental values along with the parallel to the Bridgman growth direction. The κL in o-CsCu5S3 is suppressed down to the amorphous limit, primarily due to the unconventional Cu–S bonding induced by the p–d hybridization antibonding state coupled with the stochastic oscillation of Cs atoms. The nonstandard temperature dependence of κL can be traced back to the critical or dominant role of wave-like tunneling of phonon contributions in thermal transport. Moreover, the p–d hybridization of Cu(3)–S bonding results in the formation of a valence band with "pudding-mold" and high-degeneracy valleys, ensuring highly efficient electron transport characteristics. By properly adjusting the carrier concentration, excellent thermoelectric performance is achieved with a maximum thermoelectric conversion efficiency of 18.4% observed at 800 K in p-type o-CsCu5S3. Our work not only elucidates the anomalous electronic and thermal transport behavior in the copper-based chalcogenide o-CsCu5S3 but also provides insights for manipulating its thermal and electronic properties for potential thermoelectric applications.
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
s1完成签到,获得积分10
1秒前
糊涂的涂涂完成签到,获得积分10
2秒前
biofresh完成签到,获得积分10
2秒前
猫不吃狗粮完成签到,获得积分10
3秒前
zenith968完成签到,获得积分10
4秒前
Frank完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
kaiqiang完成签到,获得积分0
5秒前
我是老大的应助被好困采纳,获得10
6秒前
萌萌完成签到 ,获得积分10
6秒前
ding7862完成签到,获得积分10
7秒前
123完成签到,获得积分10
7秒前
Belle完成签到,获得积分10
7秒前
莫愁一舞完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
愉快的丹彤完成签到 ,获得积分10
9秒前
ljhwahaha完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
含蓄薯片完成签到 ,获得积分10
10秒前
Lainy完成签到 ,获得积分10
11秒前
liu完成签到 ,获得积分10
11秒前
思源的应助被旭日采纳,获得10
11秒前
Keyuuu30完成签到,获得积分0
12秒前
Midumi完成签到,获得积分20
12秒前
kath完成签到,获得积分10
13秒前
忧虑的乐驹完成签到 ,获得积分10
13秒前
袁暖完成签到 ,获得积分10
13秒前
竹简完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
我有一双AJ哇完成签到,获得积分20
15秒前
天地一沙鸥完成签到 ,获得积分10
16秒前
orixero的应助被CRUSADER采纳,获得10
16秒前
施天问完成签到,获得积分10
16秒前
小雅木子完成签到 ,获得积分10
16秒前
qzh006完成签到,获得积分10
17秒前
原点完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
yywang完成签到,获得积分10
18秒前
hfh发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Computational Chemical Reaction Engineering: Modeling, Simulation, and Design with MATLAB 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Deformation and Fracture of the Lumbar Vertebral End Plate 500
CLSI C56QG Examples of Hemolyzed, Icteric, and Lipemic/Turbid Samples Quick Guide 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7802584
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9336575
关于积分的说明 20480553
捐赠科研通 7394153
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3326910
关于科研通互助平台的介绍 2473975
邀请新用户注册赠送积分活动 2344938