PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Energy & Environmental Science· 2012Q1

Tekil Elektron Çiftleri Izolatör Termal Iletkenliğini En Aza İndirir

Lone pair electrons minimize lattice thermal conductivity

Michele D. Nielsen, Vidvuds Ozoliņš, Joseph P. Heremans

Kısa özet

Belirli kristal malzemelerdeki tekil elektron çiftleri, yumuşak fonon modları ve anharmonik bağlar oluşturarak izolatör termal iletkenliğini (κL) önemli ölçüde azaltabilir ve amorf sınırlara doğru iter.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • ABX2 bileşiklerindeki (grup I–V–VI2) tekil elektron çiftleri, değerlik p orbitalleriyle hibritleşme nedeniyle yumuşak fonon modları oluşturur.
  • Bu yumuşak modlar, kafes kararsızlıklarına ve anharmonik bağlara yol açarak fonon-fonon etkileşimlerini artırabilir.
  • Bu mekanizma, izolatör termal iletkenliğini (κL) amorf malzeme sınırlarına doğru etkili bir şekilde azaltır.
  • DFT hesaplamalarına dayanan deneysel olarak doğrulanmış bir öngörücü araç sunulmuştur.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

As over 93% of the world's energy comes from thermal processes, new materials that maximize heat transfer or minimize heat waste are crucial to improving efficiency. Here we focus on fully dense electrical insulators at the low end of the spectrum of lattice thermal conductivity κL. We present an experimentally validated predictive tool that shows how the high deformability of lone-pair electron charge density can limit κL in crystalline materials. Using first-principles density-functional theory (DFT) calculations, we predict that several ABX2 (groups I–V–VI2) compounds based on the rocksalt structure develop soft phonon modes due to the strong hybridization and repulsion between the lone-pair electrons of the group V cations and the valence p orbitals of group VI anions. In many cases, this creates lattice instabilities and the compounds either do not exist or crystallize in a different structure. Marginally stable ABX2 compounds have anharmonic bonds that result in strong phonon–phonon interactions. We show experimentally how these can reduce κL to the amorphous limit.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Energy & Environmental Science, 2012 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: Yoğun Madde Fiziği

Condensed Matter PhysicsPhysics and Astronomy