Critical enhancement of thermopower in a chemically tuned polar semimetal MoTe$_{\bf 2}$
具有自发电极化的强度的铁电体在当今的器件工程中发挥着重要作用,例如电容器和存储器。它们的物理性质通过抑制长程极性顺序而进一步丰富,例如在低温下具有巨大压电和介电响应的量子顺电体。同样,在金属中,理论上预测极性晶格畸变会产生各种不寻常的物理性质。然而,到目前为止,在金属中的“铁电”样的转变很少被控制,因此它对传输现象的可能影响仍然未被探索。本文报道了在1 T '-Mo $_{1-x}$ Nb $_{x}$ Te $_2$中发现的极性可调的金属相和非极性金属相之间临界区附近的热电势异常增强现象。第一性原理计算和磁输运测量结果表明,电荷输运过程中散射率与能量密切相关,临界地向非极性相的边界演化,导致低温热电势很大.这种结构不稳定性对输运现象的显著影响可能来自波动或异质极性金属态,这将为提高热电效率铺平一条新的途径。
2017-03-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Large antiferromagnetic fluctuation enhancement of the thermopower at a critical doping in magnetic semimetal Cr1+dTe2
Cr 1 + dTe 2是一种自插层过渡金属二硫属化物,在其半金属能带结构中具有可调的电子填充和磁性。最近的角分辨光电子能谱(ARPES)的研究揭示了一个系统的移动,在这种半金属能带结构相对于化学势增加铬掺杂。本报告提出了温度和磁场依赖性的纵向热电势Sxx为不同的Cr 1 + dTe 2组合物。我们发现,随着掺杂的增加,Sxx的符号从正到负的变化在d ~ 0.5的临界掺杂水平。这种观察到的掺杂依赖的趋势,在热电势是一致的半金属能带结构从ARPES的演变。重要的是,在d~0.5附近也观察到热电响应的异常增强。结合磁测量和ARPES测量的信息,揭示了磁性半金属Cr 1 + dTe 2中存在掺杂水平dc(~0.5)的临界性质,其中反铁磁涨落和近费米能赝能隙的形成在增强热电能量转换中起着潜在的重要作用。
2022-09-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Large enhancement of the thermopower in Na$_x$CoO$_2$ at high Na doping
对氧化物钙钛矿的研究发现,与传统金属相比,其电子特性显著增强。例子是铜氧化物超导体的高临界温度和锰氧化物中的巨磁阻。导电层状钴酸盐$\rm Na_xCoO_2$显示出几个有趣的电子相作为$x$是不同的,包括水诱导的超导性和绝缘状态,被破坏的字段。初始测量表明,在生长态组合物中,$\rm Na_xCoO_2$显示出中等大的热电势$S$和电导率$σ$。然而,热电冷却应用的前景褪色时,发现在该组合物的品质因数$Z$是小的(0.6 $<x<$ 0.7)。在这里,我们报告说,在探索不足的高掺杂区$x>$ 0.75,$S$经历了一个更陡峭的增强。在临界掺杂$x_p\sim$ 0.85,$Z$(在80 K)达到值$\sim$ 40倍以上的生长晶体。我们讨论了低温热电应用的前景。
2006-06-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thermopower enhancement by fractional layer control in 2D oxide superlattices
我们研究了过渡金属氧化物异质结构的二维热电性质。特别是,我们采用了一种前所未有的方法,使用分数δ掺杂的氧化物超晶格直接调节2D载流子密度。通过人为控制LaxSr 1-xTiO 3 δ掺杂层中出现的2D电子气中的载流子密度,我们证明可以达到408 μV K-1的热电势。这种方法还产生了117 μWcm-1 K-2的二维载流子的功率因数,这是过渡金属氧化物基材料的最大报道值之一。这一结果归因于二维体系的各向异性能带结构,表明δ掺杂氧化物超晶格是一种很好的新型热电材料。
2014-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dimensional crossover of polaron dynamics in Nb:SrTiO3/SrTiO3 superlattices: Possible mechanism of thermopower enhancement
利用光谱技术研究了Nb:SrTiO_3/SrTiO_3超晶格的电动力学性质。在这些超晶格中,已经报道了随着Nb:SrTiO 3层厚度的减小,塞贝克系数(S)的大幅增强[参见H. Ohta等人,自然之母。6,129(2007)]。通过对光谱的分析,我们发现极化子在决定超晶格的电动力学性质中起着重要的作用。随着Nb:SrTiO 3层厚度从11个降低到1个晶胞,我们观察到极化子有效质量和弛豫时间增加了3倍。这种增加归因于极化子从3D到准2D的维度交叉。此外,在低维度的极化子的改性性质增强了氧化物超晶格的热电性能,同时增加S和防止载流子迁移率的降低。我们的研究结果表明,强的电子-声子耦合可以提供一个替代的途径,在寻找高效的热电材料。
2010-04-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Enhanced thermopower in an intergrowth cobalt oxide Li$_{0.48}$Na$_{0.35}$CoO$_{2}$
本文报道了复合钴氧化物Li $_{0.48}$ Na $_{0.35}$ CoO $_{2}$的热电势、电阻率和热导率的测量结果,其晶体结构可以看作是Li $_{x}$ CoO $_{2}$的O3相和Na $_{y}$ CoO $_{2}$的P2相沿c轴的共生.该化合物显示出$\sim$ 180 $μ$ V/K的大的室温热电势,其显著高于Li $_{x}$ CoO $_{2}$和Na $_{y}$ CoO $_{2}$的室温热电势。多晶样品的品质因数随着温度的升高而迅速增加,并且在300 K时达到近10 $^{-4}$ K $^{-1}$,这表明Li $_{x}$ Na $_{y}$ CoO $_{2}$系统是热电应用的有希望的候选者。
2005-11-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Enhancement of the thermoelectric power by electronic correlations in bad metals: a study of the Kelvin formula
在许多强关联电子金属中,热电功率具有非单调的温度依赖性,并且其值比元素金属大几个数量级。开尔文提出了一个特别简单的表达式的热电势的温度依赖性的化学势。考虑了半填充各向异性三角晶格上的哈伯德模型,它是几类有机电荷转移盐的最小有效哈密顿量。有限温度Lanczos方法被用来计算的热功率的温度依赖性,使用开尔文公式。我们发现,电子相关显着提高的幅度的热电势,并导致非单调的温度依赖性。后者反映了从费米液体到坏金属的温度增加的交叉。虽然开尔文公式给出了一些实验结果的半定量描述,但它不能描述某些材料中热电势符号的方向依赖性。
2014-10-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Low-Temperature Thermopower in CoSbS
我们报告了巨大的热电S = 2.5 mV/K的CoSbS单晶,一种材料,显示出较强的高温热电性能时,掺杂Ni或Se。磁场引起的低温热电势的变化表明载流子在重价带的电子扩散机制。内禀磁化率是一致的近藤绝缘体的电子状态周围的间隙边缘的积累。这表明巨大的热电势源于非相互作用带的温度相关重整化和冷却时电子相关性的积累。
2020-09-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Large Thermopower in a Layered Oxide NaCo_2O_4
过渡金属氧化物NaCo_2O_4是CoO_2和Na沿c轴交替层叠的层状氧化物。最近我们发现这种化合物具有与Bi_2Te_3相当的低电阻率和大热电势。负的横向磁电阻和强的温度依赖性的霍尔系数表明,电子关联在NaCo_2O_4中占主导地位的导电机制。
1999-03-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nernst Effect as a Probe of Local Kondo Scattering in Heavy Fermions
CeCu $_2$ Si $_2$和Ce $_{0.8}$ La $_{0.2}$ Cu $_2$ Si $_2$在$T$ = 2 K和300 K之间观察到大的、强烈温度依赖性的能斯特系数$ν$。增强的$ν(T)$由现场近藤(传导电子$-4f$电子)散射速率的不对称性决定。考虑到测得的霍尔迁移率,$μ_H$,这些系统的高度不寻常的热电势,$S$,可以半定量地描述为$S(T)$ $=$ $-$ $ν(T)/μ_H(T)$,这明确表明,热电势起源于本地近藤散射过程在很宽的温度范围内从远高于低于相干温度($\approx$ 20 K的CeCu $_2$ Si $_2$)。我们的结果表明,能斯特效应可以作为一个适当的探针的本地电荷载流子散射。这对探索适合于潜在应用的相关材料中的非常规热电势增强具有重要意义。
2012-12-10 cond-mat.str-el
Impurity-induced transition and impurity-enhanced thermopower in the thermoelectric oxide NaCo_{2-x}Cu_x$O_4
对Cu取代热电氧化物NaCo_{2-x} Cu_xO_4的各种物理量进行了测量和分析。如先前已知的,取代的Cu增强了热电功率,而其不显著增加电阻率。磁化率和电子比热随x的增加而显著降低,这意味着Cu的替代降低了有效质量增强。通过与重费米子化合物和价涨落系统的定量比较,我们发现Cu替代有效地增加了传导电子与磁涨落之间的耦合。Cu替代诱导的相变在22 K,这是非常相似的自旋密度波转变。
2002-02-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strong Correlations Produce the Curie-Weiss Phase of Na$_{x}$CoO$_2$
在t-J模型中,我们研究了实验上可获得的二维三角晶格系统Na $_x$ CoO $_2$的几个性质,使用12至18位三角形环状团簇以及二十面体的数值精确正则系综研究。针对$x\sim0.7$的掺杂机制,我们研究了其化学势、比热、磁化率和动态霍尔系数$R_H(T,ω)$随温度的变化以及热电势随磁场的变化。我们发现,在$x \sim 0.75$附近的两个阶段之间的交叉的敏感性和领域的抑制所产生的强相关性的热电势。一个有趣的连接之间的温度依赖性的抗磁化率和霍尔系数。我们预测一个大的热电势增强,所产生的{ \em运输修正}的海克斯-莫特公式,在一个模型的情况下,跳跃的符号是从适用于钠$_x$钴$_2$相反。
2006-10-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Unusual electronic and vibrational properties in the colossal thermopower material FeSb$_2$
锑化铁FeSb $_2$在低温下具有非常高的热电功率因数,使其成为低温热电冷却装置的主要候选者。然而,这种不寻常行为的起源是有争议的,已经被各种各样地归因于电子相关性以及声子拖曳效应。材料的光学性质提供了关于电子和振动性质的信息。的光学电导率揭示了在室温下的各向异性响应,低频光学电导率随温度迅速下降,信号的金属-绝缘体转变。在低温下沿$b$轴观察到一维半导体行为,与第一性原理计算一致。红外活性晶格振动也是对称的,并且非常窄,表明声子弛豫时间长,并且缺乏电子-声子耦合。令人惊讶的是,有更多的晶格模式沿$a$轴比从群论预测,这些模式中的几个发生显着变化低于约100 K,暗示在弱的结构畸变或相变。虽然极窄的声子线形状有利于声子拖曳效应,但该系统在低温下的一维行为也可能有助于在该材料中观察到非常高的热电势。
2018-08-14 cond-mat.str-el
Thermoelectric effects in a strongly correlated model for Na$_x$CoO$_2$
强关联电子系统的热响应函数在理论和技术上都引起了科学界的广泛兴趣。在这里,我们专注于无限关联的t-J模型的几何挫折的二维三角形格子。使用精确对角化的有限大小的系统,我们计算的动态热响应函数,以确定热功率,洛伦兹数,和无量纲的品质因数。的动态热响应函数相比,无限的频率限制,并示出是非常弱的功能的频率,因此,建立的有效性的高频形式主义最近提出的Shastry的热功率,洛伦兹数,和无量纲的品质因数。此外,热电势被证明有一个低到中等的温度增强时,跳跃参数$t$的符号从正切换到负的几何阻挫晶格考虑。
2007-06-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thermal and electrical transport in the spin density wave antiferromagnet CaFe$_{4}$As$_{3}$
我们在这里提出的测量的热电势,热导率和电阻率的新报道的化合物CaFe 4As 3。从比热和电阻率测量的证据是,费米表面的相当大的一部分生存的自旋密度波(SDW)的顺序在尼尔温度TN=88 K,其随后的相称的锁定在T2=26.4 K的转变开始。T2以下的比热由来自费米面的无缺口部分的正常金属分量和代表费米面的SDW缺口的Bardeen-Cooper- Schrieffer(BCS)分量组成。在低温下,CaFe_4As_3的基态是一种强相互作用的费米液体. CaFe 4As 3的热导率在所有温度下都比常规金属的热导率小一个数量级,这是由于强烈的声子散射。热电功率显示出从正到负的符号变化,表明在T2=26.4 K时,随着相称的自旋密度波序的开始,在费米能级处形成了部分能隙。由于间隙的形成和强准粒子相互作用,热电势值很小,电阻率也有所提高,这抵消了热导率的低值,使得CaFe 4As 3的热电优值Z <5 × 10 ^-6 1/K。的从头计算的电子结构计算的结果报告,确认在T2的热电势的符号变化是反映在费米能级的状态密度的斜率的符号变化。准粒子重整化的值来自比热和热电势的测量,表明当T->0时,CaFe_4As_3是已知的Fe基磷属元素化物和硫属元素化物系统中最强相关的。
2011-06-02 cond-mat.str-el
Cooperative enhancement of superconducting correlations by electron-electron and electron-phonon interactions in the quarter-filled band
本文用量子蒙特卡罗方法计算了一个耦合键声子的二维阻挫哈伯德模型。该模型是已知的d-波超导基态在足够强的电子-声子耦合的大声子频率的限制。在没有电子-声子耦合的情况下,Hubbard相互作用U增强了四分之一填充(密度$ρ$ = 0.5)带中的超导配对。我们在这里表明,在$ρ$ = 0.5的电子-电子和电子-声子相互作用合作加强d-波配对,而在所有其他密度相互竞争。合作自由度在许多相变中被发现,并且对于理解强关联材料中的超导性至关重要。
2019-11-14 cond-mat.str-el
Structural and electronic properties of the Nb$_4$-cluster compound Ga$_{1.33}$Nb$_4$X$_8$ (X = S, Se)
本文报道了由空位有序尖晶石A $_x$ T $_4$ X $_8$衍生的Nb $_4$ -簇合物Ga $_{1.33}$ Nb $_4$ X $_{8}$(X = S,Se)的电阻率、热电势和磁化率测量结果.立方硒化物相是绝缘的,并且其电阻率在低于150 K冷却时从$\lnρ \sim T^{-1}$跨越到$\sim T^{-1/2}$,表明在低温下可变范围跳跃(VRH)传导。这与先前报道的V $_4$和Mo $_4$簇合物类似。菱面体变形的硫化物是金属性的,并在$\sim $ 56 K下显示出最小电阻,低于该最小电阻,电阻率变化为$ρ(T) \sim T^{-1/2}$。硒化物的热电势在交叉温度以下变得与温度无关。这些铌$_4$化合物表现出增强的保利顺磁磁化率($χ$),而不管它们的传输特性,都经历了类似的转变在$χ(T) \sim 30$ K。我们讨论了这些性质的跳跃传导模型下的长程库仑排斥效应,并推导出一些运输和磁性参数之间的一致性。
2001-10-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el