Accelerated discovery of a large family of quaternary chalcogenides with very low lattice thermal conductivity

非谐性 热电材料 声子 密度泛函理论 硫族元素 材料科学 凝聚态物理 热导率 半导体 声子散射 热电效应 格子(音乐) 过渡金属 化学物理 化学 计算化学 热力学 结晶学 催化作用 物理 光电子学 生物化学 复合材料 声学
作者
Koushik Pal,Yi Xia,Jiahong Shen,Jiangang He,Yubo Luo,Mercouri G. Kanatzidis,Chris Wolverton
出处
期刊:npj computational materials [Nature Portfolio]
卷期号:7 (1) 被引量:57
标识
DOI:10.1038/s41524-021-00549-x
摘要

Abstract The development of efficient thermal energy management devices such as thermoelectrics and barrier coatings often relies on compounds having low lattice thermal conductivity ( κ l ). Here, we present the computational discovery of a large family of 628 thermodynamically stable quaternary chalcogenides, AMM′Q 3 (A = alkali/alkaline earth/post-transition metals; M/M′ = transition metals, lanthanides; Q = chalcogens) using high-throughput density functional theory (DFT) calculations. We validate the presence of low κ l in these materials by calculating κ l of several predicted stable compounds using the Peierls–Boltzmann transport equation. Our analysis reveals that the low κ l originates from the presence of either a strong lattice anharmonicity that enhances the phonon-scatterings or rattler cations that lead to multiple scattering channels in their crystal structures. Our thermoelectric calculations indicate that some of the predicted semiconductors may possess high energy conversion efficiency with their figure-of-merits exceeding 1 near 600 K. Our predictions suggest experimental research opportunities in the synthesis and characterization of these stable, low κ l compounds.
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
lnb666777888发布了新的文献求助30
1秒前
霸气的思柔完成签到,获得积分10
1秒前
wz完成签到,获得积分20
2秒前
3秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
万能图书馆应助玉汝于成采纳,获得10
4秒前
5秒前
天才FF发布了新的文献求助20
5秒前
DoctorYan完成签到,获得积分10
7秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
8秒前
fifteen应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得30
8秒前
MchemG应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
Roy完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
siestaMiao发布了新的文献求助10
10秒前
14秒前
fffsuper发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
zero1122完成签到 ,获得积分10
17秒前
火星上的青寒完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
19秒前
张清璇完成签到,获得积分10
21秒前
华仔应助gaogao采纳,获得10
22秒前
欣喜曼荷完成签到,获得积分10
24秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
25秒前
cll发布了新的文献求助10
25秒前
派派发布了新的文献求助10
26秒前
yier发布了新的文献求助10
27秒前
www发布了新的文献求助10
28秒前
西西弗斯发布了新的文献求助10
29秒前
29秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】请使用合适的网盘上传文件 10000
Chinesen in Europa – Europäer in China: Journalisten, Spione, Studenten 1200
Deutsche in China 1920-1950 1200
Electron microscopy study of magnesium hydride (MgH2) for Hydrogen Storage 800
Green Star Japan: Esperanto and the International Language Question, 1880–1945 800
Sentimental Republic: Chinese Intellectuals and the Maoist Past 800
Learning to Listen, Listening to Learn 570
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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3871545
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3413519
关于积分的说明 10685440
捐赠科研通 3137965
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1731366
邀请新用户注册赠送积分活动 834789
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 781351