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Improving bulk thermoelectric materials using heat conduction calculations based on first principles

使用基于第一原理的热传导计算改进块状热电材料

基本信息

批准号：
23760178
负责人：
SHIOMI Junichiro
金额：
$ 2.91万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

We developed a multiscale phonon transport calculation tool by seamlessly combining density functional theory, lattice dynamics, molecular dynamics, and Monte-Carlo methods to analyze phonon-mode dependent thermal transport in single crystal, substitutional alloy, and nanostructured bulk thermoelectric materials. We have targeted half-Heusler compounds, lead chalcogenides, and magnesium silicide as the base materials. After validating the calculation in comparison with experiments, extended calculations were performed for alloyed crystals to clarify the dependence of the thermal conductivity reduction on the composition ratio. Furthermore, through calculations of cumulative thermal conductivity and thermal conductivity spectra, we have identified the appropriate class of nanostructure for each base materials.

我们开发了一个多尺度声子输运计算工具，无缝地结合密度泛函理论，晶格动力学，分子动力学，和蒙特-卡罗方法来分析声子模式相关的热输运在单晶，替代合金，和纳米结构的大块热电材料。我们有针对性的半赫斯勒化合物，铅硫族化物，镁硅化物作为基础材料。在与实验进行比较验证的计算后，扩展的计算进行合金晶体，以澄清的热导率降低的组成比的依赖性。此外，通过计算的累积热导率和热导率谱，我们已经确定了适当的类的纳米结构的每种基础材料。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Phonon transport in nanostructured thermoelectric materials

纳米结构热电材料中的声子输运

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
二宮隆弘;板野智昭;牧野真人;関眞佐子;Junichiro Shiomi
通讯作者：
Junichiro Shiomi

Numerical analysis of mode-dependent phonon transport Towards accuracy and complexity

模式相关声子输运的数值分析走向准确性和复杂性

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kei Nose;Nobuaki Sakai;Hiroki Nagai;Keisuke Asai;Tomoaki Ikeda;Takashi Atobe;野瀬慶;Junichiro Shiomi;池田友明;Junichiro Shiomi;藤本大介;Junichiro Shiomi;酒井宣明;Junichiro Shiomi
通讯作者：
Junichiro Shiomi

Thermal conductivity of half-Heusler compounds from first principle calculations, Material Research Society

根据第一原理计算得出的半霍斯勒化合物的热导率，材料研究学会