Ultralow lattice thermal conductivity in bulk and monolayer TlCuSe: a comparative study from first-principles

声子 非谐性 凝聚态物理 单层 热导率 材料科学 密度泛函理论 库仑 玻尔兹曼方程 物理 化学 计算化学 纳米技术 热力学 量子力学 复合材料 电子
作者
Qiong Xia,Zhiyuan Xu,Lei Hu,Y. S. Liu,Guoying Gao
出处
期刊:Journal of Physics D [IOP Publishing]
卷期号:56 (47): 475304-475304
标识
DOI:10.1088/1361-6463/acf22c
摘要

Abstract Layered TlCuSe was experimentally found to possess ultralow lattice thermal conductivity due to the weak chemical bond and the strong anharmonicity, however, there is an imaginary frequency in the calculated phonon spectrum based on density functional theory (DFT) (Lin et al 2021 Adv. Mater . 33 2104908). Herein, using DFT + U (Coulomb interaction) and phonon Boltzmann transport theory, we demonstrate that the Coulomb interaction can effectively eliminate the imaginary frequency of the phonon spectrum for both bulk and monolayer TlCuSe. The lattice thermal conductivity can be further decreased from bulk (0.43 W m −1 K −1 in-plane at 300 K) to monolayer (0.35 W m −1 K −1 at 300 K), which comes from the competition between the increased phonon group velocity and the decreased phonon relaxation time. The larger Grüneisen parameters and phase space volume of the monolayer compared to the bulk indicate an enhanced anharmonicity, leading to a low phonon relaxation time and dominating the decreasing lattice thermal conductivity. The present work highlights the indispensability of Coulomb interaction when exploring the phonon transport. The ultralow lattice thermal conductivity of TlCuSe, especially in the form of monolayers, suggests promising 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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
斯文败类应助cyz采纳,获得10
1秒前
kissssp发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
2秒前
breaks完成签到,获得积分10
2秒前
英姑应助Xu采纳,获得10
2秒前
3秒前
4秒前
4秒前
赤子应助lang采纳,获得10
7秒前
dingzifw发布了新的文献求助10
7秒前
卢敏明发布了新的文献求助10
8秒前
suifeng完成签到,获得积分20
8秒前
8秒前
狄谷南发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
FOOL发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
12秒前
虎虎虎完成签到,获得积分10
13秒前
JT完成签到,获得积分10
14秒前
16秒前
17秒前
dingzifw完成签到,获得积分10
19秒前
zzz完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
21秒前
狄谷南完成签到,获得积分20
22秒前
23秒前
科研通AI2S应助墨墨叻采纳,获得10
23秒前
strangeliu完成签到,获得积分10
24秒前
Qixiner应助天璇采纳,获得10
24秒前
wm发布了新的文献求助10
26秒前
27秒前
28秒前
czcz完成签到,获得积分10
29秒前
涅槃完成签到,获得积分10
29秒前
29秒前
可爱迪应助小破网采纳,获得20
30秒前
30秒前
高分求助中
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 700
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 520
Sphäroguß als Werkstoff für Behälter zur Beförderung, Zwischen- und Endlagerung radioaktiver Stoffe - Untersuchung zu alternativen Eignungsnachweisen: Zusammenfassender Abschlußbericht 500
少脉山油柑叶的化学成分研究 430
Revolutions 400
MUL.APIN: An Astronomical Compendium in Cuneiform 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2454211
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2126086
关于积分的说明 5414565
捐赠科研通 1854727
什么是DOI,文献DOI怎么找? 922438
版权声明 562340
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 493555