Сильный ангармонизм решетки оптическими фононами высоких энергий может улучшить свойства термоэлектрических материалов

Сильный ангармонизм решетки оптическими фононами высоких энергий может улучшить свойства термоэлектрических материалов Источник фото: pixabay.com

Исследования ученых показывают, что термоэлектрические характеристики селенида олова могут быть улучшены за счет уменьшения вклада высокоэнергетических оптических фононных модов в теплопроводность решетки с помощью фононной инженерии.

Термоэлектрический материал SnSe вызвал интерес во всем мире в последние годы, и присущий ему сильный ангармонизм колебаний решетки считается основным фактором его выдающихся термоэлектрических характеристик.

Однако понимание ангармонизма решетки в системе SnSe остается недостаточным, особенно в отношении того, как это поведение влияет на динамику фононов. В новой работе ученые представили комплексное исследование динамики решетки Na0,003 Sn0,997 Se0,9 S0,1 с помощью полного рассеяния нейтронов, неупругого рассеяния нейтронов, рамановской спектроскопии, а также расчетов на замороженных фононах.

Ангармонизм решетки подтверждается парной функцией распределения, неупругим рассеянием нейтронов и измерениями комбинационного рассеяния света. Разделив эффекты теплового расширения и многофононного рассеяния, специалисты обнаружили, что последнее очень важно для высокоэнергетических оптических фононных модов.

Сильная температурная зависимость этих фононов указывает на ангармонизм в этой системе. Более того, полученные данные показывают, что ширина линий высокоэнергетических оптических фононов уширяется при умеренном легировании серой.

 

Источник: iopscience.iop.org