近年来,GeTe优异的热电性能引起了研究界的极大关注。然而,许多导致GeTe超高zT的潜在物理机制仍不明确。近日,台湾政治大学Chen Yangyuan、国立清华大学Jeng Horngtay、云林科技大学Chen Chenglung报道了来自强电子-声子相互作用和低维费米表面的超高zT。
本文要点:
1) 作者合成并研究了Sb-Bi共掺杂GeTe单晶(Ge0.86Sb0.08Bi0.06)Te,其在700K下的超高zT为2.7,在300-773K温度范围内的器件zT为1.41。作者通过非弹性中子散射(INS)测量发现,超高zT归因于强电子-声子(EP)相互作用引起的极低晶格热导率。
2) 第一性原理计算进一步证明,EP相互作用源于一维(双壁)拓扑中的费米表面嵌套。该发现揭示了GeTe基材料中的超高zT机制,为实现高热电性能提供了重要指导。
Yang-Yuan Chen et.al Ultrahigh zT from strong electron-phonon interaction and low-dimensional Fermi surface EES 2024
DOI: 10.1039/D3EE04187E
https://doi.org/10.1039/D3EE04187E