2023年11月15日，德國慕尼黑大學韓丹博士和英國伯明翰大學的David Scanlon教授合作在Matter期刊上發表了一篇題為“Discovery of multi-anion antiperovskites X6NFSn2(X = Ca, Sr) as promising thermoelectric materials by computational screening”的研究成果。
該工作報道了兩種具有優異熱電性能的新型多陰離子反鈣鈦礦材料X6NFSn2（X = Ca、Sr），在鈣鈦礦衍生體系中實現了“聲子玻璃、電子晶體”的概念。
論文通訊作者是韓丹、David Scanlon；第一作者是韓丹，朱博南。
導電和導熱作為熱電材料的兩個基本屬性，總是相互依存。“聲子玻璃、電子晶體”（PGEC）概念有助于解耦熱電材料的電性能和熱性能，從而提高熱電優值（ZT）。“聲子玻璃、電子晶體”行為最初是在方鈷礦和籠形化合物中觀察到。除了方鈷礦和籠型化合物之外，鑒于鈣鈦礦結構A位原子的立方八面體結構，鈣鈦礦結構成為驗證“聲子玻璃、電子晶體”概念的新載體。盡管如此，目前報道的鹵化物、氧化物、氮化物鈣鈦礦材料的熱電性能仍遠落后于最佳的熱電材料，例如SnSe。 慕尼黑大學化學系的韓丹博士和伯明翰大學的David Scanlon教授從陰離子演化思路出發結合結構搜索的方法，理論設計了多陰離子反鈣鈦礦X6NFSn2（X = Ca、Sr 和 Ba）。他們采用團隊自主研發的ThermoParser軟件（https://github.com/SMTG-Bham/ThermoParser）和機器學習輔助的晶格熱導計算，細致地探究了Ca6NFSn2和Sr6NFSn2的熱電性能，發現它們具有良好的電導和低的晶格熱導，導致在1000 K時，熱電優值可達1.9和2.3。它們的熱電優值已高于當前已報道的鈣鈦礦氧化物和鹵化物。
該工作在鈣鈦礦衍生化合物中實踐了“聲子玻璃、電子晶體”的概念，并為設計性能優良的熱電材料提供了新策略。
相關論文信息：
https://doi.org/10.1016/j.matt.2023.10.022
原創文章，作者：計算搬磚工程師，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2024/01/30/65428536a9/