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第一原理計算法を用いた電子緩和時間の評価に基づく高性能熱電物質の新たな設計指針

基于第一性原理计算方法评估电子弛豫时间的高性能热电材料新设计指南

基本信息

批准号：
19J10443
负责人：
森仁志
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J10443/
关键词：
熱電材料第一原理計算電子格子相互作用

项目摘要

年度の前半においては，前年度から解析に用いた計算コードの一部間違いがあることがわかったため，その修正を行った．この修正により，本研究で注目している，電子がフォノンから受ける各散乱過程に関して，ZrS2の電気抵抗率に対するバレー間散乱とバレー内散乱の寄与を正しく比較することができた．さらに詳細に寄与を分解した結果，光学フォノンによるバレー内散乱が最も重要な散乱過程であることがわかった．特に，散乱ベクトルが非常に短い領域（q～0）の光学フォノンが電気抵抗率に寄与していることがわかった．このことから，縦波極性光学フォノンと電子との相互作用が，長波長極限（q～0）において，発散的に大きくなることに起因して，ある温度より高い温度においては，この縦波極性光学フォノンによる散乱が電気抵抗率を決定する支配的な散乱となると理解することができる．年度の後半にかけては，ZrS2の類縁物質であるZrSe2，さらにはZrS2と同様にブリルアンゾーン内に複数のバレーを持つ高性能熱電物質Mg3Sb2に対しても，ZrS2と同様の計算を行い，解析を行った．これらの解析から，ZrSe2やMg3Sb2においても，長波長極限における縦波極性光学フォノンによる非常に強い散乱が，電気抵抗率に対して支配的に寄与していることがわかった．ZrSe2の電気抵抗率はZrS2と比べて小さくなることがわかったが，これは計算によって得られる誘電率の差異によって定性的にある程度説明できると考えられる．また，Mg3Sb2の電気伝導率の計算結果を，該当する実験結果と比較すると，計算結果は，実験結果の温度依存性を定性的に再現していた．このことは，本研究における計算手法が，電気伝導率などの輸送特性の実験結果を定性的に理解する際に適用可能であることを示している．

The first half of the year, the first half of the year, the second half of the year, the third half of the year, the fourth half of the year, the year, the fourth half of In this study, we pay attention to the correlation between electron scattering and electron scattering, and compare the electron resistivity of ZrS2 with that of ZrS2. The most important part of the process is the decomposition of the optical system. In particular, the scattering of light is very short in the field (q~0) and the optical light is very short in the field (q~0). The interaction between electron and wave polarity optics is the long-wavelength limit (q~0). The dispersion is large. The cause of dispersion is high temperature. The polarization of wave optics determines the electrical resistivity. In the second half of the year, ZrS2 and ZrSe2 are similar to each other. In the second half of the year, ZrS2 and ZrSe2 are similar to each other. In the third half of the year, ZrS2 and ZrSe2 are similar to each other. In the fourth half of the year, ZrS2 and Mg3Sb2 are similar to each other. In the fourth half of the year, ZrSe2 and ZrS2 are similar to each other. In the fourth half of the year, ZrS2 and Mg3Sb2 are similar to each other. ZrSe2 and Mg3Sb2 are analyzed in detail, and the long wavelength limit is determined by the polarization of the optical wave. The electrical resistivity of ZrSe2 is determined by the polarization of the optical wave. The electrical resistivity of ZrSe2 is determined by the polarization of the optical wave. The calculation results of Mg3Sb2 electrical conductivity are compared and the temperature dependence of the calculation results is qualitatively reproduced. In this paper, the calculation method of electrical conductivity and transport characteristics are studied.