Influence of point defects on the thermal conductivity in FeSi
Influence of point defects on the thermal conductivity in FeSi
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点缺陷对 FeSi 热导率的影响
DOI：
10.1103/physrevb.97.195201
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发表时间：
2018
影响因子：
3.7
通讯作者：
G. K. H.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Carrete;Madsen;G. K. H.
B20 FeSi独特的输运性质已经被研究了几十年。理论计算的进步使越来越多的这类性质得以解释和预测。本文研究了FeSi的晶格热导率。与实验相比，原始FeSi的计算严重高估了晶格热导率。我们指出，缺陷浓度可能比霍尔系数所表示的要大得多。计算了缺陷形成能，发现在热平衡状态下可以形成大量的铁空位。这将导致声子散射的增加。为了解释FeSi的导热性，我们考虑了声子-声子、同位素和声子缺陷散射来评估可能的散射机制。计算的热导率表明声子缺陷散射是解释实验值的重要因素。
The unique transport properties of B20 FeSi have been investigated for decades. The progress in theoretical calculations allows the explanation and prediction of more and more of such properties. In this paper we investigate the lattice thermal conductivity of FeSi. Calculation for pristine FeSi severely overestimates the lattice thermal conductivity compared to experiment. We point out that the defect concentration can be considerably larger than indicated by the Hall coefficient. The defect formation energies are calculated and it is found that a substantial amount of iron vacancies can form at thermal equilibrium. These will lead to an increased phonon scattering. To explain the thermal conductivity of FeSi, we consider phonon-phonon, isotope, and phonon-defect scattering to assess possible scattering mechanisms. The calculated thermal conductivities indicate that phonon-defect scattering is important in order to explain the reported experimental values.
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