在热电材料研究中,降低晶格热导率是提升能量转换效率的关键策略之一。由于热电材料的性能取决于其塞贝克系数、电导率和热导率的协同优化,而晶格热导率的降低能够有效减少热耗散,从而提高热电转换效率。因此,探索具有超低晶格热导率的新型材料,对于推动废热回收、固态制冷等应用具有重要意义。
近日,烟台大学物理与电子信息学院联合清华大学的研究团队在反Heusler化合物
Li2AgSb的热电输运性质研究中取得重要进展。他们通过第一性原理计算,结合自洽声子理论、压缩感知技术和玻尔兹曼输运理论,深入研究了反Heusler化合物Li₂AgSb的热电输运性质。研究发现,Li₂AgSb由于原子质量差异、键合特性及原子振动的共同作用,其声子谱频率范围显著扩展,并形成多个带隙。这些带隙限制了部分三声子散射通道,同时增强了四声子散射过程,从而显著提升了材料的高阶非谐性。通过引入气泡图修正声子自能,团队发现三阶非谐效应也对材料热导率具有显著影响。

研究成果以“Ultralow lattice thermal conductivity of Li2AgSb due to strong quartic anharmonicity”为题发表在美国物理学会经典期刊《Physical Review B》上,该期刊是自然指数(NatureIndex)收录的82种期刊之一。我校2023级硕士研究生郭倩是论文第一作者,赵银昌和戴振宏教授是通讯作者,烟台大学为第一单位。该工作受到了国家自然科学基金项目和山东省自然科学基金重大基础研究项目的资助。
文章信息:
文章作者:Qian Guo(郭倩), Yinchang Zhao(赵银昌), Pengfei Sui(隋鹏飞), Jun Ni(倪军), and Zhenhong Dai(戴振宏)
文章题目:Ultralow lattice thermal conductivity of Li2AgSb due to strong quartic anharmonicity
文章DOI:10.1103/PhysRevB.111.094312
链接:https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevB.111.094312
来稿时间:4月7日 审核:刘俞斌 责任编辑:徐扬