Thermodynamic parameters of the eta' phase in an AlZnMgCu alloy synthesized by mechanical alloying
Núcleo de Sucre-Universidad de Oriente（东方大学苏克雷校区）
研究通过机械合金化合成AlZnMgCu合金，利用XRD和等转换理论确定eta'相在不同加热速率下的热力学行为差异。
2025-12-20 cond-mat.mtrl-sci
Recently synthesized (Ti1-xMox)2AlC (0 < x < 0.20) solids solutions: Deciphering the structural, electronic, mechanical and thermodynamic properties via ab initio simulations
采用密度泛函理论研究了（Ti 1-xMox）2AlC（0 < x < 0.20）的结构、电子、力学和热力学性质.计算得到的晶格常数与实验值吻合较好。电子能带结构证实了金属性质。通过对能带结构、电子态密度和电荷密度分布的研究，证实了Mo取代对共价键的增强作用。弹性常数满足机械稳定性准则。共价键的强化导致机械性能的增强。（Ti_（1-x）Mox）_2AlC化合物具有脆性。通过对（Ti_（1-x）Mox）_2AlC的杨氏模量、压缩模量、剪切模量、泊松比以及剪切各向异性常数和普适各向异性因子的测定，揭示了（Ti_（1-x）Mox）_2AlC的各向异性本质。计算了不同Mo含量下（Ti_（1-x）Mox）_2AlC的德拜温度、最小热导率、Gruneisen参数和熔化温度。我们的计算值与报告值进行比较，如果可用的话。
2020-05-18 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Nernst thermopower and giant magnetostriction in microwave synthesized La0.5Sr0.5CoO3
铁磁金属氧化物在自旋热器件中具有潜在的应用，该自旋热器件利用载流子的自旋性质通过自旋塞贝克效应或反常能斯特效应或两者来进行热和电的相互转换。本文采用微波辐射法合成了La_（0.5）S_（0.5）CoO_3多晶样品，研究了样品的横向热电势（能斯特热电势）和线尺寸（焦耳磁致伸缩）对外部磁场的响应。此外，磁化强度，电阻率的温度依赖性，和纵向塞贝克系数（Sxx）在没有外部磁场的情况下，也进行了测量。样品是铁磁性的，居里温度TC = 247 K，并显示出类似金属的电阻率高于和低于TC与Sxx的负号表明电荷传输由于电子。磁场依赖性的能斯特热电势（Sxy）在一个固定的温度下显示出一个快速增加，在低场和饱和的倾向，在高场一样的磁化。从测量的总Sxy中提取了对Sxy的异常贡献，并且在180 K时，H = 50 kOe时，其表现出约0.21 microV/K的最大值，这与在较低Sr含量的单晶中发现的值相当。焦耳磁致伸缩是正的，即，样品的长度沿着磁场的方向扩展，并且即使在50 kOe也不饱和。磁致伸缩随温度的降低而增加，并在T = 40 K及以下达到最大值500 ppm。同时存在的反常能斯特热电势和巨磁致伸缩在单一化合物中分别具有潜在的应用于热能收集和低温致动器。
2021-07-24 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Indium doping on structural and thermoelec-tric properties of SnTe
Adamas University（亚当斯大学）；Vidyasagar Metropolitan College（维迪亚萨加尔大都市学院）；UGC-DAE Consortium for Scientific Research（UGC-DAE科学研究联盟）
研究通过固态反应法合成Sn₁₋ₓInₓTe样品，分析掺杂对结构参数、电阻率和热电功率的影响，发现Sn₀.₉₆In₀.₀₄Te样品在热电性能上表现最优。
2026-04-13 cond-mat.mtrl-sci
Excellent Thermoelectric Performances of Pressure Synthesized ZnSe2
我们计算的晶格热导率的黄铁矿型ZnSe 2的压力为0和10 GPa使用线性化的声子玻尔兹曼输运方程。我们得到一个非常低的值[0.69 W/（mK）在室温下0 GPa]，最好的热电材料相比。振动光谱的特征在于由于Se-Se二聚体的伸缩而产生的孤立的高频光学声子模式和由于Zn原子围绕这些二聚体的旋转而产生的低频光学声子模式。低频光学声子模具有很强的非谐性，并将显著增加三声子散射空间，从而抑制热导率。有趣的是，具有相似频率和波矢的两个横向声学声子模式具有非常不同的非谐性程度，这取决于它们的偏振。我们将此与低热导率，并表明横向声学声子模式的非谐性连接到相应的变化的黄铁矿参数，这可以被解释为一个描述符的局部体积变化。为了确定ZnSe 2的热电性能，我们还研究了其电输运性质。结果表明，p型和n型ZnSe 2均具有良好的电输运性能。我们追溯到复杂的能量等值面的价带和导带。低的热导率和有前途的电输运性质导致p型和n型掺杂的ZnSe 2的大的热电优值。
2019-12-23 cond-mat.mtrl-sci
Tuning of thermoelectric properties with changing Se content in Sb2Te3
采用固相反应法合成了Sb 2 Te 3-xSex（0.0 < x < 1.0）多晶样品.结构分析表明，在硒的最大浓度下，样品具有菱面体晶体对称性（空间群R3 m）。Se含量的增加使样品的电阻率增加。从拉曼光谱研究中观察到的声子频率的变化描绘了x = 0.2附近的异常行为。样品Sb2Te2.8Se0.2也具有最大的Seebeck系数、载流子浓度和热电功率因数.探讨了控制热电势数据的散射机制的本质。在玻尔兹曼方程的框架下，对合成材料的热电性能进行了理论分析。
2016-03-07 cond-mat.mtrl-sci
Thermodynamic aspects of materials' hardness: prediction of novel superhard high-pressure phases
在目前的工作中，我们已经提出了一种方法，可以很容易地估计已知的或假设的固相的吉布斯原子化能的元素和相应的共价半径的数据的硬度和体积模量。研究表明，化合物的硬度和体积模量与其热力学和结构性质密切相关。所提出的方法可以用于大量的化合物与各种类型的化学键和结构;此外，硬度的温度依赖性可以计算，已执行的金刚石和立方氮化硼。最近合成的超硬类金刚石BC 5证明了这种方法的正确性。据预测，可以在高压和高温下合成的B2 O3、类金刚石硼、BCx和COx的假设形式应该具有极高的硬度。
2011-02-04 cond-mat.mtrl-sci
Thermal Stability and Fracture Patterns of a Recently Synthesized Monolayer Fullerene Network: A Reactive Molecular Dynamics Study
最近，通过共价键合C60聚合物合成了新的单层二维碳结构，即qHPC 60和qTPC 60。在这里，我们进行了反应（ReaxFF）分子动力学模拟，以研究的热力学稳定性和断裂模式的qHPC 60和qTPC 60。结果表明，这些结构具有相似的热稳定性，升华点分别为3898K和3965K。qHPC 60和qTPC 60在临界应变阈值后经历突然的结构转变，变成完全断裂。对于qHPC 60（qTPC 60），裂纹扩展是线性（非线性）的。qHPC 60和qTPC 60的估计弹性模量分别为175.9 GPa和100.7 GPa。
2022-07-28 cond-mat.mtrl-sci
Metavalent bonding in crystalline solids: how does it collapse?
化学键是化学中最强大但又有争议的概念之一，它解释了固体的性质趋势。近年来，在几种高硫族化合物中发现了一种新型的化学键，其特征是具有独特的性质，非常规的键断裂和相邻原子之间共享一个电子。间价键合是除了共价键合、离子键合和金属键合之外的基本键合类型，如果间价键合和共价键合之间存在明确定义的过渡，则提出相关问题。对于三种不同的赝二元线，即GeTe 1-xSex，Sb 2 Te 3（1-x）Se 3 x和Bi 2 - 2xSb 2 xSe 3，在几个属性，包括光学介电常数，玻恩有效电荷，电导率以及键断裂观察到一旦达到临界Se或Sb浓度的突然下降。这一发现提供了一个蓝图，探索的影响，间价键的有吸引力的性能用于相变材料和热电。
2020-08-24 cond-mat.mtrl-sci
Synthesized inverse-perovskites Sc3InX (X = B, C, N): A theoretical investigation
采用第一性原理密度泛函理论（DFT）研究了合成的反钙钛矿结构的Sc 3 InX（X = B，C，N）的力学、热力学和光学性质.计算了零压力和零温度下的弹性常数，并说明了化合物的各向异性行为。所有这三种材料都是脆性的。计算的Peierls应力，大约3至5倍，大于选择的最大相位，表明位错运动可能会遵循，但与这些最大相位相比，发生率大大降低。Mulliken键布居图和电荷密度图显示Sc和X原子之间的共价性比Sc-Sc键强。Sc_3 InX的维氏硬度值在3.03 ~ 3.88GPa之间。Sc 3 InX的费米面包含空穴和电子拓扑结构，当用C或N取代B时会发生变化。体积模量，比热，热膨胀系数，和德拜温度计算作为一个函数的温度和压力使用准谐波德拜模型与声子效应。将所得结果与其他相关化合物的特性进行比较分析。并首次计算和讨论了光学函数。发现在IR-UV区域中的反射率高达~ 10.7 eV（Sc 3 InB，Sc 3 InC）和12.3 eV（Sc 3 InN），因此显示出作为良好涂层材料的前景。关键词：Sc 3 InX;力学性质;费米面;准谐德拜模型;热力学性质;光学性质
2012-11-24 cond-mat.mtrl-sci
Thermodynamic assessment of machine learning models for solid-state synthesis prediction
University of Minnesota（明尼苏达大学）
评估了机器学习模型预测固态材料合成可行性的热力学一致性，发现模型普遍高估合成可能性，但部分分数与热力学启发式趋势一致。
2026-06-12 cond-mat.mtrl-sci cs.LG
High temperature thermoelectric response of double-doped SrTiO$_3$ epitaxial films
SrTiO $_3$是一种很有前途的$n$型氧化物半导体材料，可用于热电能量转换。用脉冲激光沉积法（PLD）制备了La和氧空位同时掺杂的SrTiO $_3$外延薄膜。这些薄膜的热电和电磁性能的特点是在温度范围从300 K到900 K，是典型的杂质半导体。热电势值的双掺杂薄膜是以前的研究La掺杂的单晶在类似的载流子浓度。最高热电优值（$ZT$）被测量为0.28，在873 K，在$2.5\times10^{21}$ cm $^{-3}$的载流子浓度。
2010-11-08 cond-mat.mtrl-sci
Topological insulator Bi2Te3 films synthesized by metal organic chemical vapor deposition
拓扑绝缘体（TI）材料例如Bi 2 Te 3和Bi 2Se 3最近吸引了强烈的兴趣。大规模、高质量的TI薄膜对于开发TI基器件应用是重要的。本文采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）方法在GaAs（001）衬底上制备了Bi 2 Te 3薄膜，并通过X射线衍射（XRD）、拉曼光谱、角分辨光电子能谱（ARPES）和电子输运测量等方法对薄膜的结构和电子性质进行了研究。ARPES测量的电子能带结构清晰地揭示了具有单一Dirac锥的特征拓扑表面态（SS），证实了MOCVD Bi 2 Te 3薄膜的TI性质.电阻率和霍尔效应测量表明，体载流子迁移率相对较高，在300 K时约为350 cm^2/Vs，在15 K时约为7，400 cm^2/Vs。我们还测量了薄膜的塞贝克系数。我们的示范高品质的拓扑绝缘体薄膜生长的一个简单的和可扩展的方法是利益的基础研究和实际应用的热电和TI材料。
2012-08-20 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of superfine high-entropy metal diboride powders
采用硼氢化物还原法在1973 K下首次合成了高纯超细高熵金属二硼化物（Hf0.2Zr0.2Ta0.2Nb0.2Ti0.2）B2粉末。所合成的粉末具有平均粒径为~ 310 nm的金属二硼化物的单晶六方结构，同时具有从纳米级到微米级的高成分均匀性。此外，通过对可能的化学反应进行热力学分析，基于第一性原理计算，对它们的形成机理进行了较好的解释。本工作为高熵金属二硼化物粉末的合成开辟了一个新的研究领域。
2019-02-28 cond-mat.mtrl-sci
Characterization and Characteristics of mechanochemically synthesized amorphous fast ionic conductor 50 SISOMO (50AgI-25Ag2O-25MoO3)
机械化学合成的非晶态50 SISOMO [50 AgI-25Ag_2O-25MoO_3]快离子导体在室温下具有约6 × 10 ^-3 Ω^-1 cm-1的高离子电导率。球磨36 h的样品离子电导率最高，比室温下的AgI晶体高出3个数量级以上。样品在至少高达~70 °C下是热稳定的。在300- 330 K温度范围内对50个SISOMO非晶态快离子导体（a-SIC）进行了热电功率研究。热电功率（S）与绝对温度的倒数成线性关系，可用公式-S = [（0.19 \times 10 ^3/T）+ 0.25] mV/K表示。Ag+离子的传输热（q*），即0.19 eV，几乎等于从电导率曲线计算的Ag+离子迁移的活化能（E），即0.20 eV，表明该材料具有平均结构。这也是与早期的理论一致的离子在离子固体中的运输热。
2012-04-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Prediction of the High Thermoelectric Performance of Pnictogen Dichalcogenide Layered Compounds with Quasi-One-Dimensional Gapped Dirac-like Band Dispersion
热电发电已被公认为最重要的技术之一，高性能热电材料一直在追求。然而，由于大量的候选材料，这一探索是极具挑战性的，它已成为一个明确的理论概念，从能带结构工程的观点是必要的。在这项研究中，我们从理论上证明，pnictogen-dichalcogenide层状化合物，最初引起人们的注意，作为一个家庭的超导体，最近已被研究作为热电材料，可以表现出非常高的热电性能与元素取代。特别是，我们澄清了一个有前途的材料设计的指导原则，并发现，LaOAsSe $_2$，尚未合成的材料，具有功率因数是6倍大的已知化合物LaOBiS $_2$，并可以表现出非常大的$ZT$在一些合理的假设。这种热电性能的大幅度提高源于准一维带隙的Dirac-like带色散，这是由正方形晶格网络实现的。我们的研究为热电材料的能带结构提供了一个理想的极限。由于我们的靶材具有组成元素的高度可控性和载流子掺杂的可行性，因此强烈期待沿着这条线的实验研究。
2017-12-20 cond-mat.mtrl-sci
Investigation of the electronic and thermoelectric properties of Fe2 ScX (X = P, As and Sb) full Heusler alloys by using first principles calculations
本文报道了三种新的具有良好热电性能并有望在实验室合成的全Heusler合金。它们是Fe 2 ScP、Fe 2 ScAs和Fe 2 ScSb化合物。前两种化合物为间接带隙半导体，后一种化合物为半金属基态。Fe_2ScP和Fe_2ScAs的带隙分别为0.3和0.09eV。这些化合物显示出沿Γ -X方向存在平坦的导带，这表明了大的类电子有效质量，并且有望使化合物具有非常好的热电行为。在200 K时，Fe_2ScP、Fe_2ScAs和Fe_2ScSb化合物的Seebeck系数分别为-770、-386和-192 UNFV/K。在这些材料中的n型掺杂预期的最大功率因数（PF）。重掺杂的Fe 2ScP和Fe 2ScAs在宽的温度范围内具有PF>60，这与Bi 2 Te 3的PF相当，Bi 2 Te 3是众所周知的并且是商业上使用的最好的热电材料之一。目前的工作表明，这些材料在很宽的温度范围内可能的热电适用性。
2014-06-13 cond-mat.mtrl-sci
Newly synthesized MAX phase Zr2SeC: DFT insights into physical properties towards possible applications
首次对合成的MAX相Zr 2SeC进行了DFT研究，以探索其在许多领域可能应用的物理性质。所研究的性能进行了比较，与先前已知的MAX相Zr 2SC。结构参数（晶格常数，体积和原子位置）观察到与早期的结果是一致的。利用能带结构和态密度（DOS）研究了金属的导电性、各向异性导电性以及Zr-d态对导电性的主导作用。通过对Zr_2SeC和Zr_2SC的DOS和电荷密度图（CDM）峰的分析，揭示了它们之间力学性能和硬度的可能变化。使用弹性常数检查了机械稳定性。Zr 2SeC的弹性常数、弹性模量和硬度参数值均低于Zr 2SC。研究和分析了力学性能的各向异性行为。技术上重要的热力学性质，如热膨胀系数，德拜温度，熵，在恒定体积下的热容，Gruneisen参数以及体积和吉布斯自由能作为温度（0至1600 K）和压力（0至50 GPa）的函数进行了研究。此外，还计算了室温下的ΘD、最小热导率（Kmin）、熔点（Tm）和γ，发现由于它们与力学参数的密切关系，Zr 2SeC的ΘD、最小热导率（Kmin）和γ比Zr 2SC的低。ΘD、Kmin、Tm和TEC的值表明Zr 2SeC作为热障涂层材料。计算并分析了Zr 2SeC的介电常数（实部和虚部）、折射率、消光系数、吸收系数、光电导、反射率和损耗函数。
2021-03-15 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio study of noncentrosymmetric transition-metal monogermanide B20-RhGe synthesized at high temperature and pressure
我们提出了从头算密度泛函研究的非中心对称B20型相的RhGe，这是没有发现在自然界中，只能在极端的压力和温度下合成。计算了B20-RhGe的结构、热力学、电子、晶格动力学和输运性质，并追踪了它们随压力的变化。的电荷和热输运性质的温度依赖性内的半经典玻尔兹曼方法进行评估。使用准谐波近似，我们确定的压力和温度的范围内，其中B20-RhGe是稳定的，并提出建议，优化合成条件，以减少在凝固过程中发生在样品中的缺陷的数量。
2019-06-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.chem-ph
Novel Bismaleimide Resin/Silsesquioxane and Titania Nanocomposites by the Sol-Gel Process: the Preparation, Morphology, Thermal and Thermo-mechanical Properties
以双马来酰亚胺（BMI）树脂和SiO 3/2、TiO 2为原料，在AP-BMI预聚物存在下，分别以N-γ-三乙氧基硅丙基马来酰胺酸（TESPMA）和钛酸四丁酯（Ti（OnBu）4，TBT）为溶剂，采用溶胶-凝胶法制备了BMI树脂/倍半硅氧烷（SiO 3/SiO2）和TiO 2纳米复合材料。采用FT-IR、FE-SEM、TGA和DMA等手段对纳米复合材料进行了表征。结果表明，在AP-BMI树脂基体中形成了纳米级的SiO 3/2或TiO 2粒子，复合材料中分散相的平均原始粒径小于100 nm，但存在较大尺寸的粒子聚集体。纳米SiO 3/2无机相的引入使AP-BMI树脂的玻璃化转变温度和耐热性得到了明显的提高，高温模量也得到了提高。将纳米级TiO 2颗粒掺入AP-BMI树脂中提高了聚合物的Tg，但降低了材料的耐热性，并提高了材料在较低温度下的模量，但降低了在较高温度下的模量。
2013-04-01 cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric properties of Sm-doped BiCuSeO oxyselenides fabricated by two-step reactive sintering
在层状含氧化合物中，BiCuSeO由于其固有的低热导率和良好的热稳定性而成为热电应用中最有前途的候选者之一。然而，原始BiCuSeO相当差的导电性阻碍了其潜力。在Bi位单掺杂的热电性能的进一步提高是有限的，主要是由于载流子迁移率的急剧下降。因此，新的策略，如双掺杂或掺杂变价元素似乎是有前途的。与此同时，开发快速和可扩展的合成路线对于热电材料的工业规模制造至关重要。因此，在本文中，Bi $_{1-x}$ Sm $_{x}$ CuSeO样品（0 $\leq$ $x$ $\leq$ 0.08）已合成与一个简单的和可扩展的反应烧结过程。作为比较，Bi $_{1-x}$ Sm $_{x}$ CuSeO硒氧化物也通过传统的固态路线获得.我们的研究结果表明，Sm取代Bi的电导率增加了1.5 - 2倍，Seebeck系数降低了约1.4倍，在873 K的两个系列。总的来说，考虑到掺杂时晶格热导率的增加和未优化的功率因数，品质因数$zT$在掺杂时降低。
2022-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Physical properties of the thermoelectric cubic lanthanum chalcogenides La3-yX4 (X=S,Se,Te) from first-principles
本文报道了立方晶系La_（3-y）X_（4）（X=S，Se，Te）材料的稳定性、晶格动力学、电子和热电性质的从头计算结果，分析了它们的热电应用潜力。在碲化物中，镧的运动与碲的运动是强耦合的，而在硫化物中，这两种原子的运动是解耦的。然而，这对它们的热性能没有影响，因为实验上所有化合物都具有低导热性。我们认为这是由于声学模式的Umklapp散射，特别是在所有三种硫属化物中发现的约7-8 meV的低能光学模式，如在笼状化合物如方钴矿或笼形化合物中，即使在立方Th 3 P4结构中没有笼。我们发现从碲化物到硫化物的能带隙增加，与实验结果吻合得很好。然而，由于它们相似的能带结构，我们发现这三种化合物具有几乎相同的热电性能。我们的结果与实验定性一致，特别是在碲化物的情况下，其中存在大量的数据。结果表明，硫化物具有很强的热电潜力，如果载流子浓度得到优化，可以取代碲化物。最后，我们还预测一个更大的最大ZT的p型掺杂材料比n型掺杂的，即使化合物与p型掺杂仍有待合成。因此，我们的研究结果表明，有可能使高温性能的热发电机仅基于La 3X 4化合物。
2013-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Entropy Stabilized ZrHfCoNiSnSb Half-Heusler Alloy for Thermoelectric Applications: A Theoretical Prediction
本研究通过计算预测了一种熵稳定的半霍伊斯勒合金ZrHfCoNiSnSb，其具有低晶格热导率和高达1.00的ZT值，为高温热电应用提供了新候选材料。
2025-04-22 cond-mat.mtrl-sci
Stabilization and high thermoelectric performance of high-entropy-type cubic AgBi(S, Se, Te)2
本研究通过高熵合金概念稳定AgBiSe2的立方相，在未进行载流子调控的情况下实现了超低晶格热导率和高峰值ZT，显著提升了宽温域内的平均热电性能。
2024-04-01 cond-mat.mtrl-sci
Thermodynamic stability of alkali metal/zinc double-cation borohydrides at low temperatures
本文研究了一系列碱金属/锌双阳离子硼氢化物的低温热力学稳定性，（BH $_4$）$_3$，LiZn PDMATHAMO（BH $_4$）$_5$，锌钠（BH $_4$）$_3$，PDMATHAMO锌钠（BH $_4$）$_5$，KZn（BH $_4$）$_3$，和KZn $_2$（BH $_4$）$_5$。当LiZn $_2$（BH $_4$）$_5$，锌钠（BH $_4$）$_3$，PDMATHAMO锌钠（BH $_4$）$_5$和KZn（BH $_4$）$_3$是最近合成的，LiZn（BH $_4$）$_3$和KZn $_2$（BH $_4$）$_5$是假想化合物。利用最小跳跃方法，我们发现了NaZn（BH $_4$）$_3$和KZn $_2$（BH $_4$）$_5$的两个新的最低能量结构，它们分别属于$C2/c$和$P2$空间群.这些结构被预测为既具有动力学稳定性又具有动力学稳定性，这意味着它们的存在是可能的。另一方面，LiZn（BH $_4$）$_3$的最低能量$P1$结构被预测为是不稳定的，这表明了阐明该化合物未被实验鉴定的可能原因。在探索这些化合物的低能结构时，我们发现它们的能量有序性对范德华相互作用的包含是敏感的。我们还发现，适当处理这些相互作用，例如，如由非局域密度泛函如vdW-DF 2给出的，对于解决这些化合物的低能结构的稳定性是必要的。
2013-07-14 cond-mat.mtrl-sci
First-principles prediction of extraordinary thermoelectric efficiency in superionic Li2SnX3(X=S,Se)
热电材料在经受温度梯度时产生电势，反之亦然，因此它们可用于将废热收集成电和用于热管理应用。然而，发现具有高品质因数zT $\geq$ 1的高效热电体是非常具有挑战性的，因为高功率因数和低热导率的组合在材料中是罕见的。在这里，我们使用第一性原理方法来分析的热电性能的锂$_2$锡$X_3$（$X$ =S，Se），最近合成的一类锂快离子导体呈现高热稳定性。在p型Li $_2$ Sn $X_3$中，我们估计了在700 K下呈现超过400 $μ$ VK $^{-1}$的高Seebeck系数的高度平坦的电子价带。在n型Li $_2$ Sn $X_3$中，电子导带是轻微色散的，然而伴随的弱电声声子散射诱导高电导率。高Seebeck系数和电导率的组合产生高功率因数，在300 K下在p型Li $_2$ SnS $_3$中达到4 mWm $^{-1}$ K $^{-2}$的最大值和在n型Li $_2$ SnSe $_3$中达到8 mWm $^{-1}$ K $^{-2}$的最大值。同样，与常规热电材料相比，Li $_2$ Sn $X_3$中的热导率低，室温下为2-5 Wm $^{-1}$ K $^{-1}$。因此，我们估计p型Li $_2$ SnS $_3$在700 K时的最大zT = 1.05，而n型Li $_2$ SnSe $_3$在相同温度（300 K）时的最大zT = 3.07（1.5）。我们…
2019-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Phase Transition Under Control: Toward Application-Oriented Luminescence Thermometry and Thermally Activated Emission
本文通过控制LaGaO3:Eu3+晶粒尺寸分散度提升测温灵敏度并收窄迟滞，同时利用Al3+/Sc3+共掺杂连续调控相变温度，为设计高灵敏度、低迟滞的相变发光温度计提供了系统策略。
2025-07-18 cond-mat.mtrl-sci
Giant Ferrimagnetism and Polarization in a Mixed Metal Perovskite Metal-Organic Framework
最近，过氧金属有机框架（MOFs）成为多铁性的潜在候选者。然而，迄今为止所合成的化合物仅具有弱铁磁性和低极化。此外，极低的磁转变温度（$T_c$）也对材料的应用提出了挑战。我们已经通过计算设计了一种混合金属钙钛矿MOF -[C（NH 2）3][（Cu0.5Mn0.5）（HCOO）3]-，预计其磁化强度比其母体（[C（NH 2）3][Cu（HCOO）3]）大两个数量级，极化显著更大（9.9 μC/cm 2），并且增强的$T_c$高达56 K，这在钙钛矿MOF中是前所未有的。磁相互作用的详细研究揭示了一种新的机制，导致大的时刻，以及在$T_c$的增加。将非Jahn-Teller离子（Mn $^{2+}$）混合到Jahn-Teller主体（Cu $^{2+}$）中导致竞争晶格畸变，这可能是增强极化的原因。如通过计算的生成焓所证明的，M0 F是热稳定的，并且可能是合成的。我们的工作代表了通过大部分未开发的混合金属方法合理设计多铁性钙钛矿MOFs的第一步。
2018-01-17 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and Optical Properties of the Recently Synthesized 2D Vivianites (Vivianenes): Insights from First-Principles Calculations
State University of Campinas（坎皮纳斯州立大学）；Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）；University of Brasília, College of Technology（巴西利亚大学技术学院）；University of Brasília, Institute of Physics（巴西利亚大学物理研究所）
本研究通过第一性原理计算揭示了二维维维安烯的电子和光学性质，发现其具有更高的光学带隙和增强的热力学稳定性，为光电应用提供了新的可能性。
2025-05-08 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Low Temperature Structural Phase Transition in the Perovskite Ba2CaMoO6
采用固相法合成了Ba_2CaMoO_6。室温下晶体结构为立方晶系，空间群为Fm-3 m，晶格常数为8.378231（5）埃。在冷却时，确定Ba 2CaMoO 6在200 K附近具有向四氢I 4/m（a=5.905763（6）{埃}和c=8.38817（1）{埃}）的结构相变。相变的结构探测同步辐射和中子衍射和比热和差示扫描量热法测量的结晶。这种结构相变将加深我们对钙钛矿家族的理解，特别是打破角共享网络的钙钛矿的形成。
2020-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Transport and electrical properties of cryogenic thermoelectric FeSb2: the effect of isoelectronic and hole doping
本文研究Bi等电子取代和Pb空穴掺杂对低温热电材料FeSb2输运性质的影响，发现1%掺杂可显著降低热导率，并揭示其金属-绝缘体转变及拓扑行为证据。
2023-11-01 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic thermal expansion and thermomechanic properties of monolayer $β$-Te
近年来，人们利用分子束外延技术在高取向热解石墨衬底上成功地合成了具有矩形晶体结构的$β$ -Te（二维碲原子）。它具有超低晶格热导率和高热电效率等优异性能。在第一性原理计算的基础上，采用准谐方法研究了实验相单层$β$ -Te的热膨胀和热机械性质。发现$β$在高温下表现出较大的正热膨胀，而在很低的温度下沿某一方向的线性热膨胀系数为负。沿b方向的线性热膨胀系数在500 K时为4.9 × 10 - 4 $^{-5}$ K $^{-1}$，这在2D材料中相当大。$β$表现出很强的面内各向异性，包括热膨胀、二维弹性模量和泊松比。然而，弹性模量，泊松比和面内各向异性随温度的升高而减弱，并且变化由广义模式Grüneisen参数主导。
2019-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structural, magnetic, thermodynamic and electrical transport properties of a new compound $\mbox{Pr}_2\mbox{Rh}_{2}\mbox{Ga}$
采用电弧熔炼法合成了一种新型三元金属间化合物$\mathrm{Pr_2Rh_2Ga}$，并通过粉末X射线衍射（PXRD）、磁化强度、热容$\mathrm{C}_p(\textit{T})$和电阻率$ρ(T)$等测试手段对其进行了表征。PXRD图谱显示，$\mathrm{Pr_2Rh_2Ga}$以$\rm{La_2Ni_3}$型正交晶系结构结晶，空间群为$Cmca$。磁化率、$\mathrm {C}_p(\textit{T})$和$ρ(T)$随温度的变化证实了$\mathrm{Pr_2Rh_2Ga}$具有铁磁性，其转变温度为18 K。根据$\mathrm {C}_p(\textit{T})$结果，在$T_{C}$ ~上方的顺磁区域中估计的索末菲系数$γ$ = 640 mJ/（$\mathrm{Pr.mole.K^2}$）与普通金属相比较大。在顺磁区，$ρ(T)$数据显示出电子-声子散射的金属行为特征.高场下的最大负磁阻出现在磁相变温度附近。在磁场变化0-9 T时，在相变温度附近，磁熵变（$\rm -Δ\textit{S}_{M}$）和绝热温变（$\rm Δ\textit{T}_{ad}$）的最大值分别为$\rm8.2~J/kg.K$和$\rm3.6~K$。计算的制冷剂容量分别为磁场变化0-5 T和0-9 T时的$\rm70~J/kg$和$\rm135~J/kg$。等温磁化强度的Arr…
2021-03-09 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study on stability and magnetism of NdFe11M and NdFe11MN for M=Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn
最近合成的NdFe_（12）N具有优异的磁性能，但其磁性能不稳定。采用第一性原理方法，研究了3d过渡金属元素替代对母体化合物NdFe_（12）的影响。我们发现Co对ThMn 12结构的稳定性有积极的影响。与Ti替代相比，Co替代不会显著降低磁化强度。晶场参数<r^{2}> A_{0} ^{2}几乎不受Co取代的影响，氮化到NdFe 11 Co大大提高了<r^{2}> A_{0} ^{2}。这表明Co是NdFe 12 N的替代元素的良好候选者。
2016-11-14 cond-mat.mtrl-sci
Pressure Induced Thermodynamically Stable and Mechanically Robust Li-rich Unknown Li-Sn Compounds: A Step Towards Improvement of Li-Sn Batteries
锂化过程中锡负极的体积膨胀和弹性软化导致锡的机械降解和粉化，影响锂锡电池的整体性能。然而，它可以通过使用外来的高压淬火相作为预锂化试剂来克服。此外，它是已知的，在压力下，许多不寻常的化学计量，这是在环境压力下基本上是不可能的，可以合成，甚至可以生存的减压从高到环境pressure.因此，我们进行了全面的研究，使用进化算法和密度泛函理论为基础的模拟，以了解在1大气压至20 GPa的压力范围内的Sn阳极的锂化。在常压和中等压力下，确定了所有稳定和亚稳Li-Sn化合物的基态结构，并研究了它们的性质，以了解压力在重新定义锂离子电池充放电过程中反应机理中的作用。除了已知的现有的Li-Sn化合物，我们的研究揭示了存在五个未报道的化学计量比（Li 8 Sn 3，Li 3Sn 1，Li 4Sn 1，Li 5Sn 1和Li 7Sn 1）和它们在环境和高压下的相关晶体结构。虽然Li 8 Sn 3已被鉴定为在整个压力范围（1 atm-20 GPa）中最稳定的Li-Sn化合物之一，但是压力诱导的富Li化合物如Li 5Sn 1和Li 7Sn 1已被分类为分别提供比已知的最多锂化相的容量（即，最重要的是，我们的计算显示在20 GPa下体积膨胀减少约50%，并且揭示了施加压力可以减少Li电镀的机会并改善机械性能，这是使电池更安全和寿命更长所期望的。
2016-12-20 cond-mat.mtrl-sci
An Enormous Class of Double Half-Heusler Compounds with Low Thermal Conductivity
自大约一个世纪前发现以来，多功能半赫斯勒半导体的结构和化学作为三组分系统得到了广泛的研究。构成这些具有标称式XYZ的三元化合物的元素组是公认的。从非常相同的一组著名的元素，我们探索四元双（$X'X''Y_2Z_2$，$X_2Y'Y''Z_2$，和$X_2Y_2Z'Z''$），三重（$X_2'X''Y_3Z_3$）和四重（$X_3'X''Y_4Z_4$）半Heusler组成的相空间，其大小的10倍。使用可靠的，第一原理热力学方法选择的347种新的组合物，我们预测127个新的稳定的四元化合物，已经超过了89个几乎详尽的三元系统。现有技术的三元半赫斯勒化合物的热电性能受到其固有的高晶格热导率（$κ_{L}$）的限制。与三元半Heusler相比，双半Heusler中的热输运主要由具有较小群速度的低频声子模式控制，并受无序散射的限制。合成了双半赫斯勒组成Ti $_2$ FeNiSb $_2$，并证实其具有比TiCoSb显著更低的晶格热导率（在室温下为3倍），从而为热电效率优化提供了更好的起点。我们展示了一个可靠的策略，以帮助寻找低热导率的半Heuslers和指向一个巨大的组合物空间实现it. Our的研究结果可以扩展到其他大家庭的多组分金属间半导体的系统发现。
2019-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Thermodynamic Evidence of Proximity to a Kitaev Spin-Liquid in Ag$_{3}$LiIr$_{2}$O$_{6}$
Kitaev磁体是在蜂窝晶格上的局部自旋之间具有键依赖伊辛相互作用的材料。这种相互作用可以导致零温下的量子自旋液体（QSL）基态。最近的理论研究表明，在有限温度下的QSL的两个潜在的签名，即在淬火无序的存在下的热力学量的标度行为，和磁熵的两步释放。在这里，我们在Ag $_{3}$ LiIr $_{2}$ O $_{6}$中呈现了这两种特征，该Ag是通过用Ag原子替换层间Li原子由$α$ -Li $_{2}$ IrO $_{3}$合成的。此外，直流磁化率数据确认的情况下的长程有序，和AC磁化率数据排除自旋玻璃化转变。这些观察结果表明，与在15 K下有序的母体化合物$α$ -Li $_{2}$ IrO $_{3}$相比，Ag $_{3}$ LiIr $_{2}$ O $_{6}$更接近于QSL。我们讨论了一个增强的自旋轨道耦合由于银d和氧p轨道之间的混合作为一个潜在的潜在机制。
2019-12-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ultralow Thermal Conductivity and Large Figure of Merit in Low-Cost and Nontoxic Core-Shell Cu@Cu2O Nanocomposites
识别具有增强热电（TE）性能的新型材料对于推进TE研究至关重要。在这个方向上，这是第一次报告TE性能的低成本，无毒，和丰富的核-壳Cu@Cu2O纳米复合材料（NC）合成使用一个简单和廉价的溶液相方法。它们显示出接近10-3的铜体积值的超低热导率，大的热电势~0.373 mVK-1，并且因此，在320 K下的TE优值（ZT）为0.16，其大于许多潜在的TE材料如PbTe、SnSe和SiGe的那些，显示出其用于TE应用的潜力。超低的热导率主要归因于Cu 2 O中的本征缺陷、晶界（GBs）、晶格失配界面以及不同的振动性质的多尺度声子散射。由于Cu和Cu 2 O纳米颗粒（NPs）之间的电荷转移和载流子能量过滤，大的热电势与载流子态密度（DOS）的急剧调制相关。
2020-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unusually low thermal conductivity of atomically thin 2D tellurium
碲是一种高性能的热电材料，由于其优越的电子传输和低晶格热导率（$κ_L$）。在这里，我们报告了单层碲中的超低$κ_L$，即，在最近的实验中成功合成的碲。我们发现碲具有令人信服的低室温$κ_L$的2.16和4.08 W m $^{-1}$ K $^{-1}$沿扶手椅和Z字形方向，分别低于任何其他二维材料的报道值。我们将这种异常低的$κ_L$归因于软声学模式、极低能量的光学模式以及光声声子之间的强散射，这使得碲烯成为一种潜在的新型热电材料。最后，我们发现$κ_L$与二维材料中$Γ$点的最大声学声子频率（$ω_{D}^{a}$）和最低光学声子频率（$ω_Γ^{o}$）成正比，分别反映了材料的谐波和非谐波热性质.
2018-02-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Two-dimensional pentagonal material Penta-PdPSe: A first-principle study
成功合成了具有固有面内各向异性的低对称性Penta-PdPSe [（P. Li等人，副校长，2102541，（2021）]。基于这一实验发现，我们通过密度泛函理论计算研究了PdPSe单分子膜的结构、力学、电学、光学和热电性质.通过声子色散、分子动力学模拟、结合能等力学性能的测试，证实了penta-PdPSe单分子膜的稳定性。声子谱代表了高频和低频光学分支之间的显著间隙以及在长波长极限中具有二次色散的面外弯曲模式。泊松比表明，penta-PdPSe是一个脆性的单分子层。penda-PdPSe单层是间接半导体，使用PBE（HSE 06）功能具有1.40（2.07）eV的带隙。光学性质模拟表明，PdPSe能够吸收可见光到紫外光的大范围。谱带排列分析还揭示了PdPSe对于水裂解催化剂应用的相容性。通过结合PdPSe的电和热输运性质，我们表明，在室温下可以实现高PF，从而使PdPSe成为热电应用的候选材料。我们的研究结果揭示了penta-PdPSe单层的强大潜力，广泛的应用，包括光电，水裂解和热电器件的应用。
2021-09-11 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Reference compositions for bismuth telluride thermoelectric materials for low-temperature power generation
Korea Electrotechnology Research Institute (KERI)（韩国电气技术研究院）；Kyungpook National University（庆北国立大学）
本文通过数据驱动分析提出 BiTe 基热电材料参考组成，用于低温发电，展示了其高功率输出和效率，推动热电模块标准化与工业应用。
2025-07-09 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Screening promising CsV3Sb5-like kagome materials from systematic first-principles evaluation
CsV_3Sb_5 kagome晶格具有表现电子关联、拓扑和超导的前景。然而，到目前为止，只有三个CsV3Sb5类kagome材料已被实验发现。在这项工作中，我们扩大了这个家庭的材料，1386化合物通过元素物种取代，并进一步筛选过程表明，28个有前途的候选人具有优越的热力学稳定性，因此他们是非常有可能被合成。此外，这些化合物具有几个相同的电子结构，并可相应地分为五个非磁性和三个磁性组。我们希望这一工作能极大地扩展CsV3Sb5类材料的相空间，用于研究或调谐kagome晶格中的新量子现象。
2022-02-11 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Proof-of-concept thermoelectric oxygen sensor exploiting oxygen mobility of GdBaCo2O5+δ
在本文中，我们展示了一种基于热电原理的概念验证型氧传感器，其使用多晶$GdBaCo_2O_{5+δ}$，其中0.45< $δ$ <0.55（GDCO）。层状双钙钛矿氧化物中的晶格氧对环境氧分压非常敏感。在环境条件下处理的合成后原样的GDCO样品显示出纯正交（$P_{mmm}$空间群）相和接近0.5的$δ$ -值，如从X射线衍射reitveld精修所证实的。X射线光电子能谱学显示，除了$Co^{3+}$和$Co^{4+}$在八面体位置外，在非八面体位置也存在显著的$Co^{3+}$氧化态。在电阻率和塞贝克系数测量中，在近340 K处观察到绝缘体到金属的转变（MIT）。在室温（300 K）下，当气体环境从100%氧气变化到100%氮气时，Seebeck系数随时间常数的变化约为10-13 $μ$ V/K，温度梯度为1 K时，时间常数约为20 s.塞贝克的响应被发现是特别大的低于MIT。氧向晶格中的扩散导致空穴掺杂，表现出载流子浓度的大的变化，导致绝缘状态下塞贝克系数的大的变化。另一方面，由于在金属状态下已经很大的载流子浓度的微小增加，塞贝克的变化是最小的。然而，低于MIT，在化学计量$δ$ = 0.5 $\pm$ 0.05内，响应是相当可再现的。该原理对于设计在室温甚至低温下工作的氧传感器具有重要的实用性。
2020-10-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.app-ph
