Intrinsic nanostructure induced ultralow thermal conductivity yields enhanced thermoelectric performance in Zintl phase Eu(2)ZnSb(2).
Intrinsic nanostructure induced ultralow thermal conductivity yields enhanced thermoelectric performance in Zintl phase Eu(2)ZnSb(2).
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DOI：
10.1038/s41467-021-25483-w
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发表时间：
2021-09-29
影响因子：
16.6
通讯作者：
Zhang Q
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chen C;Feng Z;Yao H;Cao F;Lei BH;Wang Y;Chen Y;Singh DJ;Zhang Q
Zintl热电相Eu 2 ZnSb 2具有高迁移率和低热导率的显著组合，这导致了良好的热电性能。该化合物的关键特征是具有50%占有率的Zn位点的晶体结构。在这里，我们使用实验热导率测量和第一原理热导率计算的比较来表征热导率降低。我们发现，局部有序，其特征在于，但Zn-网站在较长的尺度上的无序，导致一个内在的纳米结构诱导的热导率降低，同时保留电子迁移率。这为鉴定具有超低晶格热导率和良好导电性的Zintl化合物提供了方向。了解获得低导热性而不降低电性能的机制仍然是一个挑战。在这里，作者揭示了一种机制，在Zintl相热电的基础上，在Eu 2 ZnSb 2无序的长度尺度的热导率降低。
The Zintl thermoelectric phase Eu2ZnSb2 has a remarkable combination of high mobility and low thermal conductivity that leads to good thermoelectric performance. The key feature of this compound is a crystal structure that has a Zn-site with a 50% occupancy. Here we use comparison of experimental thermal conductivity measurements and first principles thermal conductivity calculations to characterize the thermal conductivity reduction. We find that partial ordering, characterized by local order, but Zn-site disorder on longer scales, leads to an intrinsic nanostructuring induced reduction in thermal conductivity, while retaining electron mobility. This provides a direction for identifying Zintl compounds with ultralow lattice thermal conductivity and good electrical conductivity. Understanding mechanisms for obtaining low thermal conductivity without degraded electrical properties remains a challenge. Here, the authors reveal a mechanism for thermal conductivity reduction in a Zintl phase thermoelectric based on length scales for disorder in Eu2ZnSb2.
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作者：
Kresse, G;Furthmuller, J
通讯作者：
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发表时间：
2015-07-07
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作者：
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通讯作者：
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通讯作者：
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Heremans, Joseph P.