Strain-Induced Suppression of Coherent Phonon Transport and Thermoelectric Enhancement in CuBiSeCl 2 with Strong Quartic Anharmonicity

非谐性 凝聚态物理 声子 热电效应 热电材料 联轴节(管道) 材料科学 散射 声子散射 有效质量(弹簧-质量系统) 半导体 热导率 热的 物理 带隙 玻尔兹曼常数 电子 格子(音乐) 玻尔兹曼方程 塞贝克系数 拉伸应变 四次方程 热传导 电子能带结构 热辐射计 散射率
作者
X. Zeng,Guangming Niu,Xiaowei Wang,Jutao Jiang,Yutong Zhang,Anmin Chen,Mingxing Jin,Kaijun Yuan,Laizhi Sui
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry Letters [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acs.jpclett.5c03228
摘要

Mixed-anion semiconductors exhibit ultralow lattice thermal conductivity, yet conventional Boltzmann transport, including only three-phonon scattering, cannot capture their strong anharmonicity. Here, first-principles simulations incorporating four-phonon interactions and coherent phonon transport reveal strain-driven thermoelectric enhancement in CuBiSeCl2. Four-phonon scattering strengthens mode coupling and slightly enhances phonon coherence, while tensile strain suppresses it through vibrational mode decoupling, reducing the coherent contribution by 17% and yielding κL = 0.33 W m-1 K-1 at 300 K. Tensile strain notably enhances quartic anharmonicity and weakens Cu-Cl bonding. Simultaneously, it narrows the band gap to 1.22 eV and lowers the electron effective mass along the b axis to 0.211 m0, improving the power factor to 0.29 mW m-1 K-2 at 700 K. The combined thermal and electronic optimization produces a peak ZT ≈ 0.8 at 800 K for n-type doping, highlighting that four-phonon scattering, phonon coherence, and strain engineering jointly govern heat and charge transport in strongly anharmonic thermoelectric materials.

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
打打应助alxp采纳,获得10
刚刚
超级发布了新的文献求助10
刚刚
botion完成签到,获得积分10
刚刚
Firsterchao发布了新的文献求助10
刚刚
阿皓要发nature完成签到,获得积分10
1秒前
挖掘机应助lxc采纳,获得200
1秒前
bkagyin应助福娃娃采纳,获得10
1秒前
2秒前
油菜籽发布了新的文献求助10
2秒前
田様应助W-博艺采纳,获得10
2秒前
万能图书馆应助FMZ采纳,获得10
2秒前
彭于晏应助W-博艺采纳,获得10
2秒前
2秒前
科研通AI6.4应助Sixy_采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
tianxiong完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
池夏完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
5秒前
123发布了新的文献求助10
6秒前
SoilMan完成签到,获得积分10
7秒前
大个应助AM采纳,获得10
7秒前
寻雯静应助飘逸蜡烛采纳,获得10
7秒前
jialin发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
7秒前
黑羊完成签到,获得积分10
7秒前
晓天发布了新的文献求助10
8秒前
灰二发布了新的文献求助30
8秒前
Sandy11发布了新的文献求助10
8秒前
大白不白发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
学术废渣发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
crethy发布了新的文献求助10
9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
Geist der Kunst und Kultur 1000
Resistance Spot Welding Dataset for Automobile Body-in-White Quality Analysis 748
日本現代怪異事典 副読本 700
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 650
Machine Learning for Asset Management and Pricing 600
Numerical analysis of the coupled atmosphere-ocean models (CAO II). II 600
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 7396015
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9002078
关于积分的说明 19160759
捐赠科研通 7031600
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3229955
关于科研通互助平台的介绍 2392427
邀请新用户注册赠送积分活动 2211611