近日，中國科學(xué)院高能物理研究所中國散裂中子源(CSNS)數(shù)據(jù)分析團(tuán)隊與合作者利用中子散射技術(shù)以及理論計算探究了α-MgAgSb反常低熱導(dǎo)率機(jī)制，成果以《Crystal-liquid duality driven ultralow two-channel thermal conductivity in α-MgAgSb》為題發(fā)表在Applied Physics Reviews期刊。
熱電材料因能夠?qū)崿F(xiàn)熱能和電能的相互轉(zhuǎn)換，在溫差熱發(fā)電和固態(tài)制冷等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用市場。基于α-MgAgSb的近室溫?zé)犭姴牧显?/span>500K左右具有高達(dá)~1.4的ZT值，在300K溫差下能夠達(dá)到~9.25%的能量轉(zhuǎn)化效率，成為重要的近室溫高熱電性能材料。高能所CSNS數(shù)據(jù)分析團(tuán)隊與合作者利用第一性原理計算和中子散射實驗對聲子的測量，發(fā)現(xiàn)除了傳統(tǒng)的粒子性聲子傳播對晶格熱導(dǎo)的貢獻(xiàn)外，波動性聲子相干貢獻(xiàn)的晶格熱導(dǎo)也非常重要，在300K時其貢獻(xiàn)可以高達(dá)~30%。通過分子動力學(xué)模擬，他們揭示了α-MgAgSb的多元化學(xué)鍵導(dǎo)致了化合物內(nèi)部存在“部分晶態(tài)-部分液體”的混合狀態(tài)，這會強(qiáng)烈地散射載熱聲子，最終產(chǎn)生極低的晶格熱導(dǎo)。
高能所CSNS數(shù)據(jù)分析團(tuán)隊李靜玉博士和物理所李西陽博士為論文共同第一作者，CSNS數(shù)據(jù)分析團(tuán)隊的張俊榮研究員、劉鵬飛博士和物理所的王芳衛(wèi)研究員作為論文共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金、泰山學(xué)者特聘專家基金的支持。
相關(guān)工作鏈接：Crystal-liquid duality driven ultralow two-channel thermal conductivity in α-MgAgSb,Appl. Phys. Rev. 11, 011406 (2024).https://doi.org/10.1063/5.0173680
近室溫?zé)犭姴牧?/span>α-MgAgSb超低雙通道熱導(dǎo)率
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