Enhanced Thermoelectric Properties in a New Silicon Crystal Si24 with Intrinsic Nanoscale Porous Structure
热电器件是一种很有前途的新一代能源解决方案，因为它能够将废热转化为有用的电能，这可以在具有高电导率和低热导率的材料中实现。最近合成的硅同素异形体Si $_{24}$具有高度各向异性的晶体结构，具有纳米尺寸的规则孔。在这里，基于第一性原理研究，没有任何经验参数，我们表明，轻微掺杂的硅$_{24}$可以提供一个数量级的增强热电优值在室温下，相比，立方金刚石相的硅。我们将这种增强归因于纳米孔阵列形成的固有纳米结构，它有效地阻碍了热传导，同时保持了导电性。这可以是增强热电品质因数而不进一步形成非本征纳米结构的可行选择。此外，我们提出了一个实用的策略，以进一步减少导热性，而不影响导电性，通过限制在孔隙中的喋喋不休的客体原子。
2018-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical and experimental search for ZnSb based thermoelectric materials
我们报告了半导体锌锑热电材料的理论和实验相结合的搜索。三个新的掺杂元素（钠，钾和硼）的电子性质的影响进行了研究，以及通过密度泛函计算和玻尔兹曼输运理论得到的热电系数的载流子浓度和温度依赖性。掺杂元素引起的电子排列扭曲表现为原子周围的变形电荷密度。基于能带结构、态密度和输运性质，我们发现在ZnSb基质中Na和K的存在导致p型导电性略有改善，而B的取代导致n型掺杂。由于对获得n型ZnSb基材料的强烈需求，B0.01Zn0.99Sb结构已转移到实验室，以便通过直接熔融合成。用X射线衍射和扫描电镜对样品进行了表征。
2014-08-26 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
The structures and thermoelectric properties of the infinitely adaptive series (Bi2)m(Bi2Te3)n
报道了由六方Bi_2和Bi_2 Te_3块体堆积而成的（Bi_2）_m（Bi_2 Te_3）_n同系化合物的结构和热电性能。该系列的末端成员是金属Bi和半导体Bi 2 Te 3;该系列的9个成员已被研究。这些结构形成了一个无限自适应序列，并基于调制结构方法给出了统一的结构描述。所合成的样品具有从Bi 2 Te 3的n型到富含Bi 2嵌段但存在一些Bi 2 Te 3嵌段的相的p型，再到Bi金属的n型的热电势（S）。Bi金属的热电功率因数（S2/rho）最高（在130 K时为43 μ W/K2 cm），其次是Bi 2 Te 3（在270 K时为20 μ W/K2 cm），而Bi 2 Te（m：n = 5：2）和Bi 7 Te 3（m：n = 15：6）分别具有9 μ W/K2 cm（在240 K时）和11 μ W/K2（在270 K时）。报道了用Sb和Se掺杂Bi_2Te的研究结果。
2007-03-20 cond-mat.mtrl-sci
Flat electronic band structure and anisotropic optical, mechanical, and thermoelectric properties of two-dimensional fullerene networks
以富勒烯等纳米团簇为单元构建二维拓扑结构具有很大的挑战性。在这里，我们提出了三种桥接富勒烯单层膜，并全面研究了实验合成的新型富勒烯单层膜Zheng等人，[Nature 606，507-510（2022）]通过现有技术的第一性原理计算。结果表明，α-C60 -2D的直接带隙为1.49 eV，其导带底平坦，接近实验值，在长波紫外区具有强吸收的光学线性二向色性，小的各向异性杨氏模量，大的空穴迁移率和中低温下的Seebeck系数。此外，发现Li离子在α-C60 -2D中容易沿着X路径迁移。结果表明，α-C60 -2D的光学、力学、电学和热电性能的各向异性源于C60团簇之间的非对称桥联排列。我们的研究有望在不同领域的单层富勒烯网络的潜在应用。
2022-07-20 cond-mat.mtrl-sci
High-performance Thermoelectric Monolayer γ-GeSe and its Group-IV Monochalcogenide Isostructural Family
本文通过第一性原理与玻尔兹曼输运理论研究发现，单层γ-GeSe及其同构家族γ-GeX具有优异热电性能，其中γ-GeSe在300-600 K下n型掺杂ZT值可达1.13-2.76，是一种有前景的中温热电材料。
2023-08-10 cond-mat.mtrl-sci
Superconducting and thermoelectric properties of new layered Superconductor Bi4O4S3
以Bi、S和Bi_2O_3粉末为原料，采用固相反应法一步合成了新型层状超导体Bi_4O_4S_3多晶样品。通过电输运和磁测量确定了超导转变温度（Tconset=4.5 K）、零电阻转变温度（Tc0=4.07 K）和抗磁转变温度（4.02 K，H=10 Oe）。此外，我们的研究结果表明一个典型的II型超导体的行为。此外，在300K时，Bi_4O_4S_3具有很大的热电效应，其无量纲热电优值（ZT）约为0.03，表明Bi_4O_4S_3是一种很有潜力的热电材料。
2012-07-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Composition-Dependent Thermoelectric Properties of Hybrid Tin Perovskites (CH3NH3)xCs1-xSnI3: Insights into Electrical and Thermal Performance
该研究系统表征 MAxCs1-xSnI3 块体的组成、微观结构与热电性能，发现中等 MA+ 组成可平衡电导率与 Seebeck 系数，而 MASnI3 在 423 K 达到最高 zT 0.10。
2025-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric properties of high-entropy rare-earth cobaltates
高熵概念引入了一个有前途的范例，以获得奇异的物理性能，促使我们探索Sr取代的高熵稀土钴酸盐的热电性能，即，（LaNdPrSmEu）$_{1-x}$ Sr $_x$ CoO 3（0 \leq × \leq 0.10）。使用标准固态路线合成的样品的结构分析证实了具有Pbnm空间群的正交结构。塞贝克系数和电阻率随着Sr浓度的增加以及温度的升高而减小。与La $_{0.95}$ Sr $_{0.05}$ CoO $_3$相比，高熵稀土钴酸盐中的多个A位离子导致改善的塞贝克系数（α），与Co-O-Co键角的减小相关，这进一步提高了功率因数。在稀土网站的随机分布的阳离子的声子热导率显着降低的结果。结果表明，（LaNdPrSmEu）$_{0.95}$ Sr $_{0.05}$ CoO $_3$在350 K时的最大品质因数（zT）为0.23，这是氧化物材料在该温度下zT的最高值之一。这项研究表明，在几种材料中使用高熵概念的热电参数解耦的承诺。
2022-06-22 cond-mat.mtrl-sci
Nanostructured Zinc Oxide as a Prospective Room Temperature Thermoelectric Material
采用高能行星式球磨机球磨10小时制备纳米氧化锌。用X射线衍射（XRD）和场发射扫描电镜（FE-SEM）对样品的相纯度和均匀性进行了表征。所有的衍射峰均归属于六方对称的六方相ZnO（空间群P63 mc）。观察到平均微晶尺寸为20 nm。在室温下，与体积值相比，热导率（κ）有约50倍的显著抑制。这暗示了纳米ZnO作为一种有前景的室温热电材料的可能性。
2012-08-17 cond-mat.mes-hall 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
Phase stabilization of In2Se3 by disordered Ni intercalation and its enhanced thermoelectrical performance
本研究通过无序Ni插层稳定In2Se3相，抑制高温相变，同时提升电导率并降低热导率，使Ni0.3In2Se3在500°C下ZT值面内提升86%、面外提升222%，为层状热电材料性能增强提供了有效策略。
2025-04-23 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
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
Strategy for enhanced thermoelectric performance of Bi2S3 nanorods by Bi nanoinclusions
这是第一次报告的增强热电（TE）性能的新型Bi 2S 3-Bi纳米复合材料的合成使用一步多元醇方法在不同的反应温度（TRe）和时间。它们被很好地表征为纳米棒复合物，与正交Bi 2S 3和菱面体Bi相共存，其中后者包覆前者形成Bi 2S 3-Bi核壳型结构以及独立的Bi纳米颗粒（NPs）。随着反应温度和持续时间的增加，系统地观察到\r{ho}的电阻率降低，这揭示了在这种高电阻Bi 2S 3中减少\r{ho}的有希望的方法，从而解决了过去几十年来其热电应用潜力的早期障碍。最令人惊讶的是，在27 ℃下使用~900 MPa压力制成的最高Bi含量纳米复合颗粒在300 K下的TE功率因数比热压Bi 2S 3的大3个数量级，或者甚至比先前报道的火花等离子体烧结的核-壳Bi2S3@Bi样品的好23%（Tarachand等人，Nano Res.2016，9，3291; Ge等人，ACS Appl.Mater. Interfaces 2017，9，4828）。考虑到由于其复杂的纳米结构而可能大大降低的热导率，对于这些不含有毒和稀土元素的TE纳米复合材料，在300 K附近显著改善的TE性能潜力是高度预期的，使得本合成方法成为开发基于Bi 2S 3的材料的增强的热电性能而不使用额外的烧结步骤的开创性方法。
2019-06-07 cond-mat.mtrl-sci
High Thermoelectric Performance in Two-Dimensional Tellurium: An Ab Initio Study
2016年，大量碲被实验观察到是一种显着的热电材料。最近，二维（2D）碲，被称为碲，已被合成，并表现出意想不到的电子性能相比，2D MoS $_2$。它们还被制造成空气稳定和高效的场效应晶体管。有两个稳定的二维碲相。一种（$β$ -Te）已被证实具有超低晶格热导率（$κ_L$）。然而，另一个更稳定的相，$α$ -Te，输运性质的研究仍然缺乏。在这里，我们报告的热电性能和声子性质的$α$ -Te使用玻尔兹曼输运理论和第一性原理计算。在合理的空穴浓度下，ZT值最大可达0.83，表明单层$α$ -Te是热电领域的潜在竞争者。
2019-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
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
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
Thermoelectric power factor enhancement by spin-polarized currents - a nanowire case study
热电（TE）测量已经在今天的数据存储设备的主力上进行，表现出巨磁电阻效应或各向异性磁电阻效应（GMR和AMR）。采用模板辅助电沉积法制备了不同Co：Ni比的Co-Ni合金纳米线和不同Cu层厚度的Co-Ni/Cu多层纳米线，并测定了它们的TE功率因数（PF）随温度（50-300 K）和磁场（高达1 T）的变化.对Co-Ni合金纳米线和Co-Ni/Cu多层纳米线的电阻率和塞贝克系数进行了系统的研究。在室温下，测量值的TE PF高达3.6 mWK-2 m-1的AMR样品和2.0 mWK-2 m-1的GMR纳米线。此外，发现在外部施加的磁场中，AMR Co-Ni合金纳米线的TE PF增加高达13.1%，GMR Co-Ni/Cu样品的TE PF增加高达52%。磁性纳米线表现出与基于Bi-Sb-Se-Te的热电材料的TE PF具有相同数量级的TE PF，并且另外，提供了通过外部磁场针对变化的负载和热点调整TE功率输出的机会。
2017-01-02 cond-mat.mtrl-sci
Effect of interface resistance on thermoelectric properties in (1-x)La$_{0.95}$Sr$_{0.05}$Co$_{0.95}$Mn$_{0.05}$O$_3$/(x)WC composite
在这项研究中，分散相的颗粒尺寸和相之间的界面热阻（R $_{int}$）对声子热导率（$κ_{ph}$）的（1-x）La $_{0.95}$ Sr $_{0.05}$ Co $_{0.95}$ Mn $_{0.05}$ O $_3$ /（x）WC热电复合材料，证明了协同效应。此外，R $_{int}$和Kapitza半径之间的相关性进行了讨论，使用Bruggeman的不对称模型。特别地，使用标准固态途径合成多晶La $_{0.95}$ Sr $_{0.05}$ Co $_{0.95}$ Mn $_{0.05}$ O $_3$样品。从电子显微镜图像证实了WC纳米颗粒的存在。随着导电WC体积分数的增加，复合材料的电导率（$σ$）增加，Seebeck系数（$α$）减小。随着WC体积分数的增加，$σ$的同时增加和$κ_{ph}$的同时减少导致（1-x）La $_{0.95}$ Sr $_{0.05}$ Co $_{0.95}$ Mn $_{0.05}$ O $_3$ /（x）WC复合材料的品质因数（zT）增加。当x=0.010时，（1-x）La $_{0.95}$ Sr $_{0.05}$ Co $_{0.95}$ Mn $_{0.05}$ O $_3$ /（x）WC复合材料在463 K时的$\sim$最大值为0.20。在本研究中得到的结果表明，希望设计的热电复合材料与所需的声子热导率考虑…
2021-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Distorted polyhedral architecture enabled high thermoelectric performance of columnar double halide perovskites Cs2AgPdCl5 and Cs2AgPtCl5
Jamia Millia Islamia（贾米阿米利娅伊斯兰大学）；Govt Naveen College（政府纳文学院）；Indian Institute of Technology, Jodhpur（印度理工学院乔德普尔分校）；University of Ulsan（蔚山大学）；Mody University of Science and Technology（莫迪科学与技术大学）
扭曲多面体结构使列状双卤素钙钛矿表现出高热电性能，低掺杂浓度实现高zT值，适用于高效热电设备。
2026-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Predicted Janus monolayer ZrSSe with enhanced n-type thermoelectric properties compared with monolayer $\mathrm{ZrS_2}$
类似于在光电、压电和热电方面有广泛应用的过渡金属二硫属化物（TMD）单分子膜，通过用S原子取代$\mathrm{MoSe_2}$中的Se原子层，成功地合成了Janus MoSSe单分子膜。在这项工作中，Janus单层ZrSSe提出了从头计算。对于电子部分，采用广义梯度近似（GGA）加自旋轨道耦合（SOC）作为交换关联势，而对于晶格部分，采用GGA。计算结果表明，ZrSSe单分子膜是动态和机械稳定的，这表现出机械灵活性，由于小的杨氏模量。发现ZrSSe单层膜是一种间接带隙半导体，带隙为0.60 eV。用半经典Boltzmann输运理论研究了ZrSSe单分子膜的电子和声子输运。在n型掺杂中，由于导带的相似轮廓，ZrSSe和$\mathrm{ZrS_2}$单层之间的$ZT_e$几乎相同。ZrSSe单层的p型$ZT_e$低于$\mathrm{ZrS_2}$单层，这是由于ZrSSe的自旋轨道分裂比$\mathrm{ZrS_2}$单层大。ZrSSe单层的室温薄层热导率为33.6 $\mathrm{W K^{-1}}$，低于$\mathrm{ZrS_2}$单层的47.8 $\mathrm{W K^{-1}}$。与$\mathrm{ZrS_2}$单层膜相比，ZrSSe单层膜的低热导率主要是由于ZA模的群速度小和声子寿命短。综合考虑它们的$ZT_e$和晶格热导率，ZrSSe单层可能比$\mathrm…
2017-12-25 cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric properties of rare earth filled type-I like Clathrate, Dy8Al16Si30
已知具有笼状结构的I型笼形物对于热电应用是重要的，因为笼可以填充有导致降低的热导率的客体原子。在I型笼形物中，Si基合金与高温应用相关，最重要的是因为它们由地球丰富的元素制成。与二价碱金属离子相比，镝（Dy）由于其大质量和小尺寸而被选择作为客体原子。采用纯元素电弧熔炼法合成了Dy 8Al 16 Si 30（DAS）合金，并在780 K下退火7天。使用XRD和SEM进行的结构表征表明存在二元和三元硅化物，DySi 2，DyAl 2Si 2以及Al固溶体和Si。相混合物即使在退火后也保持不变。显微组织具有典型的枝晶结构和枝晶间相，表明电弧熔化后缓慢的液态转变。的塞贝克系数被发现是积极的，p型，并随着退火前后的温度升高而增加。电阻率被发现是低的，在整个温度范围内，2至10微欧姆米，并随着温度的升高而增加。在所制备的状态下的功率因数被发现是更高的在所有温度范围内的300 K至700 K相比，退火状态。然而，已经发现热传导率在退火时从100 W/m K的异常高的值降低到50 W/m K。
2015-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Elastic, electronic, optical and thermoelectric properties of K2Cu2GeS4: a new chalcogenide material
我们报告的第一性原理研究的结构，弹性，电子，光学和热电性能的新合成的K2 Cu 2GeS 4。结构参数与实验结果吻合较好。计算了K_2Cu_2GeS_4单晶的弹性常数（Cij），发现K_2Cu_2GeS_4是机械稳定的。多晶弹性常数的分析表明，该化合物预计是软的性质。Pugh比和泊松比的值表明，该化合物位于韧性/脆性行为的边界线。化学键主要是离子键，原子间力是自然界的中心，化合物是机械各向异性的。计算的电子能带分布显示半导体特性和估计的带隙是强烈依赖于所使用的功能代表的交换相关性。化学键的性质解释使用电子电荷密度映射。计算并讨论了介电常数、折射率、吸收系数、光电导、反射率和损耗函数等重要光学常数。光学电导率被发现是在良好的定性协议与能带结构计算的结果。在本研究中使用的整个温度范围内的塞贝克系数是积极的，这表明存在的p型载流子。在100 K和300 K时，获得了较大的Seebeck系数，分别为681 V/K和286 V/K。在室温下，电导率和电子热导率分别为1.8 × 10 ~（18）ms ~（-1）和0.5 × 10 ~（14）W/mK·s。K2 Cu 2GeS 4的无量纲优值在300 K时约为1.0。这表明K2 Cu 2GeS 4是热电应用的潜在候选者。
2018-01-07 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
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
Experimental and computational approaches to study the high temperature thermoelectric properties of novel topological semimetal CoSi
本文采用实验和密度泛函理论相结合的方法研究了拓扑半金属CoSi在$300-800$ K温度范围内的热电性质。采用电弧熔炼法合成了CoSi，Rietveld精修法计算出晶格参数a = b = c = 4.445 μ m。Seebeck系数（S）的测量值在所研究的温度范围内显示出非单调行为，室温下的值为$\sim-$ 81 $μ$ V/K。$|S|$首先增加到560 K（$\sim-$ 93 $μ$ V/K），然后降低到800 K（$\sim-$ 84 $μ$ V/K），表明在整个温度范围内占主导地位的n型行为。电导率$σ$（热导率，$κ$）显示出单调递减（递增）行为，$\sim$ 5.2 $\times 10^{5}$（12.1 W/m-K）和$\sim$ 3.6 $\times 10^{5}$（14.2 W/m-K）$Ω^{-1}m^{-1}$的值分别在300 K和800 K下。$κ$表现出温度依赖性，如$κ\propto T^{0.16}$。基于DFT的玻尔兹曼输运理论被用来理解这些行为。多带电子和空穴袋似乎是主要负责决定温度依赖的传输行为。具体而言，在$|S|$的下降高于560 K和$σ$的斜率的变化约450 K是由于热产生的电荷载流子从空穴袋的贡献。计算了与温度相关的弛豫时间，其显示了$1/T^{0.35}$的温度依赖性。目前的研究表明，从DFT得到的电子能带结构提供了合理的…
2021-11-24 cond-mat.mtrl-sci
Substantial enhancement in thermoelectric figure-of-merit of half Heusler ZrNiPb alloys
三元半Heusler合金是近年来研究的热点之一，其热电优值（ZT）的提高是研究的重点。特别令人感兴趣的是ZrNiPb基半赫斯勒（HH）合金，其中在773 K的ZT = 0.7的最佳值已通过共掺杂Sn和Bi在Pb位实现。在这项工作中，我们确定了一个优秀的ZT为1.3的ZrNi1+ xPb0.38Sn0.6Bi0.02（x= 0.03，在773 K）复合合金。这是通过在HH基质中引入全Heusler（FH）的次要相来协同调节电子和热性质来实现的。这些富Ni的ZrNi 1+合金通过电弧熔化合成，然后通过火花等离子烧结（SPS）固结。xPb0.38Sn0.6Bi0.02通过XRD和SEM表征了这些合金，其显示了包括HH基质相和FH第二次次要相的纳米复合材料的形成。ZT的提高主要归因于功率因数的同步提高和热导率的约25%的降低。还计算了所有样品的热电相容性因子（S）。理论计算的热电器件效率最好的样品ZrNi 1.03 Pb 0.38 Sn 0.6 Bi 0.02估计为13.6%。我们的研究结果表明，通过成分调整方法在HH化合物中进行控制微调将导致新的非化学计量HH相，其具有增强的ZT值，用于高效的热电器件制造。
2022-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
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
Synthesis and structural characterization of Sb-doped TiFe2Sn Heusler compounds
Heusler化合物形成许多种类的金属间化合物，其包括两个家族的组合物ABC和AB 2C，通常分别称为半Heusler化合物和全Heusler化合物。鉴于其可调的电子特性，通过调整化学成分成为可能，这些材料目前被认为可能用于可持续技术，如太阳能和热电转换。根据理论预测，Sb取代的TiFe 2Sn全Heusler化合物被认为产生能带结构的修改，应该提高热电功率因数。在这项工作中，我们测试了这种重掺杂化合物的相稳定性和结构和微观结构特性。采用电弧熔炼法制备了TiFe 2Sn（1-xSbx）（x= 0，0.1，0.2和1.0）多晶样品，并进行了退火处理。通过X射线粉末衍射和显微镜分析进行的结构表征证实了在所有样品中形成了Heusler AB 2C结构（cF 16，Fm-3 m，原型：MnCu 2Al），其中仅具有少量的第二相并且仅与标称化学计量略有偏差。随着Sb取代的增加，我们发现晶格参数的稳定降低，确认置换发生在Sn位点。相当不寻常的是，铸造样品表现出更高的晶格收缩比退火的。完全取代的x=1.0化合物，再次采用MnCu 2Al结构，不形成化学计量相，并被证明是强烈的Fe deficient.The在室温下的物理行为表明，随着温度的升高退火是有益的电和热电输运。此外，与未掺杂的x=0样品相比，我们测量到x=0.1样品中的电学和热电性质的轻微改善和x=0.2样品中的抑制。
2018-07-16 cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric properties of marcasite-type compounds MSb$_2$ (M = Ta, Nb): A combined experimental and computational study
本研究结合实验与DFT计算，探究白铁矿型MSb$_2$（M=Ta,Nb）的热电性能，发现n型半金属行为，预测中等功率因子，验证理论方法有效性。
2024-03-19 cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric transport properties of CaMg2Bi2, EuMg2Bi2, and YbMg2Bi2
在2 ~ 650 K温度范围内对CaMg 2Bi 2、EuMg 2Bi 2和YbMg 2Bi 2的热电输运性质进行了研究。合成时，发现多晶样品具有比相同经验式的单晶样品更低的p型载流子浓度。这些低载流子浓度样品具有CaAl 2Si 2结构类型材料的最高迁移率，在50 K下在EuMg 2Bi 2中观察到的迁移率为~ 740 cm $^2$ /V/s。尽管塞贝克系数（α）和电阻率（ρ）随温度的升高而降低，但功率因数（α^2/ρ）在所有温度下均升高。这种行为表明电子和空穴的传导具有很强的不对称性。在YbMg 2Bi 2中观察到最高的品质因数（zT），对于室温下载流子密度约为2 × 10 ^{18}cm^{-3}和8 × 10 ^{18}cm^{-3}的两个样品，在600 K时zT接近0.4。对中子粉末衍射数据的改进产生了CaMg 2Bi 2和YbMg 2Bi 2结构的类似行为，在973 K下，$c$的平滑晶格膨胀和相对膨胀比$a$的相对膨胀大约35%。第一性原理计算揭示了随着Bi被Sb然后As取代，带隙增加，并且随后的玻尔兹曼输运计算预测对于给定的$n$，随着带隙打开，与增加的有效质量相关的α增加。α的大小和温度依赖性表明，在更大的载流子浓度下可能实现更高的zT，大约比当前多晶样品中的那些高一个数量级，这也是从详细计算中预期的。
2012-01-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Investigating Phase Transition and Morphology of Bi-Te Thermoelectric System
热电材料中第二相的优化可以提高材料的效率.碲化铋（Bi $_2$ Te $_3$）纳米粒子是低温热电应用的潜在竞争者。借助X射线衍射（XRD）、Rietveld精修和场效应扫描电子显微镜（FE-SEM）对样品的结构和形貌进行了系统的表征，同时对所选样品的TE性能（如塞贝克系数、电导率和功率因数）进行了测量。Rietveld精修的样品的XRD图谱显示，只有少量（$\sim$ 1.6\%）的Bi $_2$ Te $_3$形成在共沉淀法，而水热技术增加了这一相的合成时间的增加。本文研究了Bi $_2$ Te $_3$在恒温条件下随着合成时间的增加相的演变规律，反之亦然。XRD和Rietveld精修表明，水热法（150 $^\circ$ C，48 h）可以合成出纯度最高的样品（84% Bi $_2$ Te $_3$相）。FE-SEM和X射线能谱分析表明，体系中的杂质相数量减少，氧原子百分比从37%下降到11%，此外还发现，随着温度的升高，颗粒尺寸减小。所选样品的电导率比纯Bi $_2$ Te $_3$相的电导率高$\sim$ 20倍，而塞贝克系数低$\sim$ 3倍。详细的分析概括了$_2$的生长机制，通过Bi扩散到Te纳米棒中来制备六方$_2$。
2020-07-13 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
Unconventional transport behavior in the Quaternary Heusler compounds CoFeTiSn and CoFeVGa
本文报道了新合成的四元Heusler化合物CoFeTiSn和CoFeVGa的电输运和磁性质。我们观察到一个显着的变化，CoFeTiSn的电子输运性质的系统经历了顺磁到铁磁的转变。虽然样品在顺磁相中显示出活化的半导体行为，但随着铁磁转变的开始，它突然转向金属相。我们比较了该系统与其他Hesuler化合物表现出类似的异常的运输，它似乎CoFeTiSn有很多相似之处的Fe $_2$ VAl化合物具有赝隙的顺磁相。与此形成鲜明对比的是，CoFeVGa在90 K以下显示出主要的半导体行为，低于90 K时显示出金属区域的窗口。两种组分均表现出负的Seebeck系数随温度线性变化。CoFeTiSn的塞贝克系数值与许多被确定为潜在热电材料的Heusler合金的塞贝克系数值相当。
2018-10-11 cond-mat.mtrl-sci
The preparation and properties of polycrystalline Bi$_2$O$_2$Se -- pitfalls and difficulties with reproducibility and charge transport limiting parameters
本研究提出一种改进的多晶Bi₂O₂Se制备方法，通过煅烧、梯度纯化、粗颗粒及Si₃N₄模具压实，提高了样品可重复性和热循环稳定性，为热电掺杂研究提供可靠参考材料。
2025-04-21 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of monoclinic IrTe2 under high pressure and its physical properties
在合成IrTe 2化合物的压力-温度（P-T）图中，具有CdI 2型结构的三角（H）相在低压下是稳定的。超导立方（C）相可以在更高的温度和压力下合成。在环境压力下可以制备具有类似于C相的晶体结构的菱面体相;但是该相含有高浓度的Ir缺陷。在本文中，我们报道了一个很少被研究的单斜（M）相可以在很窄的压力和温度范围内稳定的P-T图。M-IrTe 2的特殊晶体结构消除了在H相中发现的形成Ir-Ir二聚体的倾向。M相已经通过结构测定和电阻率、热电功率、DC磁化强度和比热的测量充分表征。这些物理性质已被比较与那些在H和C相的Ir 1-xTe 2。此外，利用本文提出的密度泛函理论计算了M-IrTe 2的磁性、输运性质和比热。
2015-05-22 cond-mat.mtrl-sci
Physical properties of $A_x$Fe$_{2-y}$S$_2$ ($A$=K, Rb and Cs) single crystals
我们成功地合成了两个新的化合物Rb $_x$ Fe $_{2-y}$ S $_2$和Cs $_x$ Fe $_{2-y}$ S $_2$，它们与K $_x$ Fe $_{2-y}$ Se $_2$超导体是同构的。系统地研究了$A_x$ Fe $_{2-y}$ S $_2$（$A$ =K，Rb，Cs）单晶的电阻率、磁性和热电势。高温电阻率和磁性测量结果表明，500 K以上的异常取决于$A$，这是类似于$A_x$ Fe $_{2-y}$ Se $_2$。KPDMATHABMM Fe $_{2-y}$ S $_2$和RbPDMATHABMM Fe $_{2-y}$ S $_2$的ZFC和FC曲线不一致，而Cs $_x$ Fe $_{2-y}$ S $_2$的ZFC和FC曲线不一致。结果表明，$A_x$ Fe $_{2-y}$ S $_2$和$A_x$ Fe $_{2-y}$ Se $_2$在高温下具有相似的磁性.
2012-01-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Material Development and Physical Properties of BiS2-Based Layered Compounds
在2012年，我们发现了Bi 4 O 4S 3和LaO 1-xFxBiS 2的超导电性，其晶体结构由BiS 2型导电层和阻挡层的交替堆叠组成。自发现以来，许多相关的超导体和功能材料被合成。此外，在最近的理论和实验研究中提出了非常规超导的可能性。此外，显着的局部结构和物理性能之间的相关性已被揭示在BiS 2为基础的系统。在这篇综述文章中，我们总结了过去六年中开发的BiS 2相关材料的材料开发（可能是所有化合物）和物理性能。在基于BiS 2的化合物中出现体超导电性的关键参数是母相（带绝缘体）的载流子掺杂、压力诱导的结构转变、面内化学压力和面内无序的抑制。我们系统地回顾了这些参数和设计新的超导体与BiS 2层的方法。此外，还对BiS 2基化合物作为热电材料的研究作了简要的综述。
2018-10-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Magnetic, transport, and thermal properties of $δ$-phase UZr$_2$
合成了六方相UZr $_2$合金，并首次在1.8 - 300 K温度和高达8 T的磁场中，通过热容、磁化率、磁化强度、电阻率、磁阻、热电势、热导率的测量进行了研究.磁化率的弱温度依赖性以及塞贝克（室温下为0.75 $μ$ V/K）和索末菲系数（13.5 mJ mol $^{-1}$ K $^{-2}$）的小值表明在该材料中有5个$f$ -电子具有离域性质。电阻率和磁阻表明在$δ$ $_2$中存在显著的电子无序，与其晶体结构中的无序一致.进行了密度泛函理论计算，并与实验结果进行了比较。
2020-08-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Magnetic structure and phase stability of the van der Waals bonded ferromagnet Fe3-xGeTe2
采用合成、X射线和中子衍射、高分辨显微镜和磁化强度测量相结合的方法研究了层状铁磁化合物Fe $_3$ GeTe $_2$的磁结构和相图。通过自熔反应合成了单晶，单晶中子衍射发现在4K下沿$c$ -轴取向的磁矩为1.11（5）$μ_B$ /Fe的铁磁有序。这些助熔剂生长的晶体与先前通过气相传输生长的晶体（$T_{\textrm{c}}$ = 220 K）相比具有较低的居里温度$T_{\textrm{c}}\approx$ 150 K。不同之处在于助熔剂生长的晶体中Fe含量降低，如在一系列多晶样品中观察到的行为所示。随着Fe含量的降低，居里温度、磁各向异性和净磁化强度也降低。此外，对助熔剂生长晶体的霍尔效应和热电测量表明，多种载流子类型有助于Fe $_{3-x}$ GeTe $_2$和结构相似的Ni $_{3-x}$ GeTe $_2$的电输运。
2015-12-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
First-principles Study of Phonon Lifetime and Low Lattice Thermal Conductivity of Monolayer γ-GeSe: A Comparative Study
硒化锗（GeSe）是一种独特的二维（2D）材料，在环境条件下表现出各种稳定的多晶型。最近，合成了一种具有层状六方晶格的新相（γ-GeSe），其环境稳定性和非凡的电子电导率甚至高于石墨，而其单层是半导体的。本文利用第一性原理推导的力常数和Boltzmann输运理论，研究了单层γ-GeSe的晶格热导率（κ_l），并与单层α-GeSe和单层β-GeSe进行了比较。γ相的κ_l较低（5.50 W/mK），与α相和β相的κ_l相当。α-GeSe中的声学分支与光学分支很好地分离，限制了相空间中的散射通道，而对于\b{eta} -GeSe和γ-GeSe，声学分支与低频光学分支共振，促进了更多的声子-声子散射。对于γ-GeSe，累积κ_l是各向同性的，声子代表平均自由程（rMFP）最短（17.07 nm），表明γ相的κ_l受样品尺寸的影响较小，而α-GeSe的累积κ_l随平均自由程的增加而缓慢增长，rMFP较长（Z字形和扶手椅形方向分别为20.56和35.94 nm），显示出较强的κ_l尺寸依赖性。我们的工作表明，GeSe多晶型物具有整体低热导率，是热电和热管理应用的有前途的竞争者。
2022-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Exploring material compositions for synthesis using oxidation states
针对高通量材料筛选候选过多难选优的问题，本研究提出氧化态概率（OSP）方法评估三元化合物可合成性，经对比验证效果良好并成功指导合成CuIn₃Te₅，可加速新型化合物发现。
2024-05-14 cond-mat.mtrl-sci
Large in-plane optical anisotropy in epitaxial CrN(113) films
Paul-Drude-Institut für Festkörperelektronik, Leibniz-Institut im Forschungsverbund Berlin e.V.（柏林莱布尼茨固体电子学保罗·德鲁德研究所）；Department of Physics, Kenyon College（肯扬学院物理系）
本研究制备外延CrN(113)薄膜，通过光谱椭偏测量发现其面内光学响应具强偏振依赖性，该效应源于各向异性表面形貌形成的亚波长光栅超表面。
2026-10-16 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Compressibility and High-Pressure Structure of CaMg$_2$Bi$_2$ and YbMg$_2$Bi$_2$
The George Washington University（乔治华盛顿大学）；Michigan State University（密歇根州立大学）
通过单晶同步辐射X射线衍射研究CaMg$_2$Bi$_2$和YbMg$_2$Bi$_2$在高达20 GPa压力下的结构行为，发现各向异性压缩性主要由八面体A-Bi键贡献，并在9.6 GPa和8.7 GPa以上分别观察到向空间群C2/m的高压相变。
2026-05-30 cond-mat.mtrl-sci
Scalable solution chemical synthesis and comprehensive analysis of Bi2Te3 and Sb2Te3
本文开发了一种微波辅助、可规模化且节能省时的溶液化学合成方法，制备出 Bi2Te3 和 Sb2Te3 热电材料，其热电优值分别达 0.7 和 0.9，并显著向高温区移动，展示了低环境影响的发电应用潜力。
2025-03-12 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
