镇店之宝

行业企业市场标准科技新品会议展会政策原创

合肥研究院在简洁表征材料热导率研究方面取得进展

仪表研发 2020年03月25日 11:54:53 来源:合肥物质科学研究院人气:5231
  【仪表网 仪表研发】近日,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所物质计算科学研究室研究员张永胜课题组在表征half-Heusler材料中rattling效应对热导率影响的研究中取得新进展,相关结果以Characterization of rattling in relation to thermal conductivity: Ordered half-Heusler semiconductors 为题发表在《物理评论B》上。
 
  热电材料转换效率可以用无量纲的ZT值来衡量,ZT=S2sT/κ,其中S、s和κ分别代表塞贝克系数、电导率和热导率。在热电材料研究中,理解和分析影响半导体热学性能的因素非常重要,可为降低材料晶格热导率或开发具有低晶格热导率的材料提供理论依据。声子玻璃-电子晶体(PGEC) 概念指出:高性能的热电材料应该具有像玻璃一样低的热导率,并且具有像晶体一样高的电导率;而这要求材料具有相互独立的电学和热学输运网格。
 
  一般来讲,含有rattling (近自由振动) 原子的框架材料会表现出上述类似的PGEC特性。围绕这个概念,很多复杂的新型化合物被研究,例如笼状物clathrates和填充方钴矿材料。近年来,Half-Heusler (HH) 化合物因具有优异的电学性能、强的机械性能以及好的热力学稳定性而备受关注。从晶体结构上来看,它含有三个相互嵌套的面心立方子结构,可以看作是一个填充的闪锌矿晶体结构。如果其中一个原子和周围的近邻间的结合较弱,就易于在面心立方格子中振动,表现出rattling行为,可以有效地散射声子,降低热导率。在这种独特的结构中,研究其rattling振动行为对热导率影响,对于设计寻找具有低热导率的HH材料具有重要意义。
 
  为此,张永胜课题组科研人员基于密度泛函理论方法的声子计算,研究了half-Heusler材料中的rattling振动行为对热导率的影响。发现热导率不仅与材料的平均声子频率具有正相关性,与原子间的平均有效弹簧常数也具有良好的正相关性。进一步,他们构造了两个能简洁度量热导率的参数:三个原子中最小平均声子角频率与最大声子角频率的比值 (ωmin/ωmax) 和最低有效弹簧常数与最高有效弹簧常数的比值( kmin/kmax) 。计算结果显示,ωmin/ωmax的值越小,原子间成键越弱;kmin/kmax的值越小,rattling频率越低。通过该计算方法可简单有效地确定具有低晶格热导率的材料,并有助于理解材料中的rattling振动与晶格热导率低的关系,为筛选潜在的低热导率的材料提供一个新的思路。
 
  以上研究得到国家自然科学基金项目和中科院超算中心合肥分中心的资助。
关注本网官方微信 随时阅专业资讯
仪表站APP 让生意更简单
@仪表网

全年征稿 / 资讯合作

联系邮箱:ybzhan@QQ.com

我要评论

文明上网,理性发言。(您还可以输入200个字符)

所有评论仅代表网友意见,与本站立场无关。

  • 凡本网注明"来源:仪表网"的所有作品,版权均属于仪表网,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的,应在授权范围内使用,并注明"来源:仪表网"。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
  • 本网转载并注明自其它来源的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品来源,并自负版权等法律责任。
  • 如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。
  • 合作、投稿、转载授权等相关事宜,请联系本网。联系电话:0571-87759945,QQ:1103027433。
  • 成丰仪表——中国第三代流量计领军品牌

  • 严防境外疫情输入,以技术保障国门严防境外疫情输入,以技术保障国门

    近期,境外新冠肺炎疫情持续蔓延,口岸疫情防控风险陡增。浦[详细]

  • 安徽天康集团向卢旺达捐赠抗疫物资安徽天康集团向卢旺达捐赠抗疫物资

    当前,新冠肺炎疫情在世界多国传播。安徽天康集团作为践行&l[详细]

  • 精准计量为企业复工复产保驾护航精准计量为企业复工复产保驾护航

    位于湖南湘潭市的湖南华菱湘潭钢铁有限公司是国家重点企业,[详细]

  • 总投资21亿元 中国高端科学仪器装备全产业链园区开建总投资21亿 中国高端科学仪器装备全产业链园开建

    近日,入围2020年江苏省重大项目序列的无锡量子感知产业园在[详细]

  • 三川智慧智慧水务宣传片三川智慧智慧水务宣传片

    三川智慧智慧水务宣传片。[详细]

  • 智能电表打开未来之窗智能电表打开未来之窗

    智能电表打开未来之窗。[详细]

  • 天然气流量计检定关键技术及业务介绍天然气流量计检定关键技术及业务介绍

    天然气流量计检定关键技术及业务介绍[详细]

  • 西门子宣传片西门子宣传片

    西门子宣传片[详细]


  • 返回首页
  • 十大品牌关注
    十大品牌关注