Физика
X$_{2}$CsBi (X = Li, K, Na, Rb) Heusler alloys as the prospective materials for thermoelectric applications
[Сплавы Гейслера
X$_{2}$CsBi (
X = Li, K, Na, Rb) как перспективные материалы для термоэлектрических приложений]
V. D. Buchelnikov,
V. V. Sokolovskiy,
A. A. Enenko,
M. V. Matyunina Chelyabinsk State University, Chelyabinsk, Russia
Аннотация:
С использованием теории функционала плотности, квазигармонического приближения Дебая и транспортного уравнения Больцмана при постоянном времени релаксации электронов исследована термоэлектрическая эффективность сплавов Гейслера
X$_2$CsBi (
X = Li, Na, K и Rb). Для всех исследуемых соединений получены низкие значения решёточной теплопроводности
$\kappa_{\rm lat}$, которые ниже 1 Втм
$^{-1}$К
$^{-1}$ во всём диапазоне температур. Рассчитанные значения
$\kappa_{\rm lat}$ при комнатной температуре сотавили 0.57, 0.51, 0.42 и 0.28 Втм
$^{-1}$К
$^{-1}$ для Na
$_2$CsBi, K
$_2$CsBi, Li
$_2$CsBi и Rb
$_2$CsBi соответственно. Показано, что коэффициент термоэлектрический добротности ZT составляет 0.45, 1.2 и 2.46 для Li
$_2$CsBi, K
$_2$CsBi и Rb
$_2$CsBi при соответствующем легировании сплавов примесями
p-типа (дырочного). Большие значения термоэлектрической добротности делают эти сплавы перспективными материалами для термоэлектрических приложений при комнатных температурах.
Ключевые слова:
сплавы Гейслера, термоэлектричество, теория функционала плотности, транспортное уравнение Больцмана, термоэлектрическая добротность.
УДК:
537.638.5
Поступила в редакцию: 19.04.2025
Исправленный вариант: 31.05.2025
Язык публикации: английский
DOI:
10.47475/2500-0101-2025-10-2-374-383