Вышедшие номера
Home » Физика и техника полупроводников » Год 2025, выпуск 7 » Статья стр. 423
<<<>>>
Моделирование свойств MgAgSb --- перспективного термоэлектрического материала для использования в области температур 300-600 K
Орлов В.Г.1, Сергеев Г.С.1, Иванов А.А.1
1Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт", Москва, Россия
Email: valeryorlov3@gmail.com
Поступила в редакцию: 24 сентября 2025 г.
В окончательной редакции: 10 октября 2025 г.
Принята к печати: 5 ноября 2025 г.
Выставление онлайн: 1 декабря 2025 г.
PDF версия
С помощью программы WIEN2k, основанной на методе функционала плотности, расcчитана электронная структура тетрагональных α- и β-фаз и двух вариантов кубических γ-фаз соединения MgAgSb. Из результатов расчетов следует, что структурные фазовые переходы у MgAgSb сопровождаются электронными переходами полупроводник-металл. Анализ особенностей в пространственном распределении зарядовой плотности α-, β- и γ-фаз показал отсутствие ковалентной связи у MgAgSb, что может объяснить наличие нескольких структурных фазовых переходов на небольшом температурном интервале. С помощью программ phonopy и phono3py рассчитаны фононные спектры γ-фазы MgAgSb, а также ее решеточная теплопроводность в интервале температур от 300 до 1000 K. Программа IRelast дала возможность найти для всех фаз MgAgSb как величины упругих констант Cij, так и значения основных прочностных характеристик - модулей сдвига, всестороннего сжатия, Юнга, коэффициента Пуассона, твердости по шкале Виккерса и универсальных индексов анизотропии упругих свойств. На основе анализа полученных данных сделан вывод о том, что α-фаза MgAgSb обладает лучшими механическими свойствами. Ключевые слова: термоэлектрический материал, расчеты электронной структуры, фононные спектры, решеточная теплопроводность, прочностные механические свойства.
  1. X. Zhang, H. Zhu, X. Dong, Z. Fan, Y. Yao, N. Chen, J. Yang, K. Guo, J. Hao, L. He, G. Li, H. Zhao. Joule, 8, 3324 (2024)
  2. A. Wieder, J. Camut, A. Duparchy, R. Deshpande, A. Cowley, E. Muller, J. deBoor. Materials Today Energy, 38, 101420 (2023)
  3. Z. Liu, N. Sato, W. Gao, K. Yubuta, N. Kawamoto, M. Mitome, K. Kurashima, Y. Owada, K. Nagase, C.-H. Lee, J. Yi, K. Tsuchiya, T. Mori. Joule, 5, 1196 (2021)
  4. P. Ying, X. Liu, C. Fu, X. Yue, H. Xie, X. Zhao, W. Zhang, T.-J. Zhu. Chem. Mater., 27, 909 (2015)
  5. H. Zhao, J. Sui, Z. Tang, Y. Lan, Q. Jie, D. Kraemer, K. McEnany, G. Chen, Z. Ren. Nano Energy, 7, 97 (2014)
  6. M.J. Kirkham, A.M. dos Santos, C.J. Rawn, E. Lara-Curzio, J.W. Sharp, A.J. Thompson. Phys. Rev. B, 85, 144120 (2012)
  7. J.-L. Mi, P.-J. Ying, M. Sist, H. Reardon, P. Zhang, T.-J. Zhu, X.-B. Zhao, B.B. Iversen. Chem. Mater., 29, 6378 (2017)
  8. N. Miao, P. Ghoser. J. Phys. Chem. C, 119, 1407 (2015)
  9. X. Tan, L. Wang, H. Shao, S. Yue, J. Xie, G. Liu, H. Jiang, J. Jiang. Adv. Energy Mater., 7, 1700076 (2017)
  10. C.Y. Sheng, H.J. Liu, D.D. Fan, L. Cheng, J. Zhang, J. Wei, J.H. Liang, P.H. Jiang, J. Shi. J. Appl. Phys., 119, 195101 (2016)
  11. Z. Feng, J. Zhang, Y. Yan, G. Zhang, C. Wang, C. Peng, F. Ren, Y. Wang, Z. Cheng. Sci. Rep., 7, 2572 (2017)
  12. V.G. Orlov, G.S. Sergeev. Solid St. Commun., 258, 7 (2017)
  13. В.Г. Орлов, Г.С. Сергеев. Кристаллография, 64, 396 (2019)
  14. В.Г. Орлов, Г.С. Сергеев. ФТТ, 59, 1278 (2017)
  15. V.G. Orlov, G.S. Sergeev, E.A. Kravchenko. JMMM, 475, 627 (2019)
  16. V.G. Orlov, G.S. Sergeev. Physica B, 536, 839 (2018)
  17. В.Г. Орлов, Г.С. Сергеев. ЖЭТФ, 104, 107 (2023)
  18. V.G. Orlov, G.S. Sergeev. J. Supercond. Novel. Magn., 38, 61 (2025)
  19. P. Blaha, K. Schwarz, G.K.H. Madsen, D. Kvasnicka, J. Luitz, R. Laskowski, F. Tran, L.D. Marks. WIEN2k, An Augmented Plane Wave + Local Orbitals Program for Calculating Crystal Properties, revised edition WIEN2k_23_2 (Release 07/24/2024) (Karlheinz Schwarz, Vienna University of Technology, Austria, 2024). ISBN 3-9501031-1-2.
  20. P. Blaha, K. Schwarz, F. Tran, R. Laskowski, G.K.H. Madsen, L.D. Marks. J. Chem. Phys., 152, 074101 (2020)
  21. F. Tran, P. Blaha. Phys. Rev. Lett., 102, 226401 (2009)
  22. J.P. Perdew, Y. Wang. Phys. Rev. B, 23, 13244 (1992)
  23. A. Otero-de-la-Roza, E.R. Johnson, V. Luana. Comp. Phys. Commun., 185, 1007 (2014)
  24. R.F.W. Bader. Atoms in Molecules: A Quantum Theory. International Series of Monographs on Chemistry 22 (Oxford Science Publications, Oxford, 1990)
  25. C. Gatti. Z. Kristallogr., 220, 399 (2005)
  26. The Quantum Theory of Atoms in Molecules. From Solid State to DNA and Drug Design, ed. by C.F. Matta, R.J. Boyd (WILEY-VCH Verlag GmbH\&Co. KGaA, Weinheim, 2007)
  27. P. Ying, X. Li, Y. Wang, J. Yang, C. Fu, W. Zhang, X. Zhao, T. Zhu. Adv. Funct. Mater., 27, 1604145 (2017)
  28. K.S. Lukas, W.S. Liu, G. Joshi, M. Zebarjadi, M.S. Dresselhaus, Z.F. Ren, G. Chen, C.P. Opeil. Phys. Rev. B, 85, 205410 (2012)
  29. J. Yang, Y. Wang, H. Yang, W. Tang, J. Yang, L. Chen, W. Zhang. J. Phys.: Condens. Matter, 31, 183002 (2019)
  30. J.-Y. Yang, W. Zhang, M. Hu. J. Appl. Phys., 125, 205105 (2019)
  31. X. Li, P.-F. Liu, E. Zhao, Zh. Zhang, T. Guidi, M. Duc Le, M. Avdeev, K. Ikeda, T. Otomo, M. Kofu, K. Nakajima, J. Chen, L. He, Y. Ren, X.- L. Wang, B.-T. Wang, Zh. Ren, H. Zhao, F. Wang. Nature Commun., 11, 942 (2020)
  32. A. Togo, I. Tanaka. Scripta Materialia, 108, 1 (2015)
  33. A. Togo, L. Chaput, T. Tadano, I. Tanaka. J. Phys.: Condens. Matter, 35, 353001 (2023)
  34. M. Jamal, M. Bilal, I. Ahmad, S. Jaladi-Asadabadi. J. Alloys Compd., 735, 569 (2018)
  35. Int. Tables for Crystallography, v. A. Space-group symmetry (5th ed. Ed. by Th. Hahn (Springer, 2005)
  36. R. Arpaia, S. Caprara, R. Fumagalli, G.De. Vecchi, Y.Y. Peng, E. Andersson, D. Betto, G.M. Deluca, N.B. Brookes, F. Lombardi, M. Salluzzo, L. Braicovich, C.Di Castro, M. Grilli, G. Ghiringhelli. Science, 365, 906 (2019)
  37. R. Arpaia, G. Chiringhelli. J. Phys. Soc. Jpn., 90, 111005 (2021)
  38. J.P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof. Phys. Rev. Lett., 77, 3865 (1996)
  39. J.F. Nye. Physical properties of Crystals (Oxford University Press, London, 1959)
  40. M. Born. Math. Proc. Cambridge Philos. Soc., 36, 160 (1940)
  41. Z. Wu, E. Zhao, H. Xiang, X.-F. Hao, X.-J. Liu, J. Meng. Phys. Rev. B, 76, 054115 (2007)
  42. J. Wang, X. Fu, X. Zhang, J.-T. Wang, X.-D. Li, Z.-Y. Jiang. Chin. Phys. B, 25, 086302 (2016)
  43. А.И. Гусев, С.И. Садовников. ФТТ, 64, 671 (2022)
  44. W. Voigt. Lehrbuch der Kristallphysik (Leipzig, Teubner, 1928)
  45. A. Reuss. Z. Angew. Math. Mech., 9, 94 (1929)
  46. R. Hill. Proc. Phys. Soc. London A, 65, 349 (1952)
  47. S.F. Pugh. Philos. Mag., 45, 823 (1954)
  48. J.P. Watt, L. Peselnick. J. Appl. Phys., 51, 1520 (1980)
  49. X.-Q. Chen, H. Niu, D. Li, Y. Li. Intermetallics, 19, 1275 (2011)
  50. Y. Tian, B. Xu, Z. Zhao. Int. J. Refr. Metals and Hard Mater., 33, 93 (2012)
  51. S.I. Ranganathan, M. Ostoja-Starzewski. Phys. Rev. Lett., 101, 055504 (2008)
  52. C.M. Kube. AIP Advances, 6, 095209 (2016)
  53. J. Haines, J.M. Leger, G. Bocquillon. Ann. Rev. Mater. Res., 31, 1 (2001)
  54. J.W. Soh, H.M. Lee, H.-S. Kwon. J. Alloys Compd., 194, 119 (1993)
  55. A. Tasnim, Md. Mahamudujjaman, Md.A. Afzal, R.S. Islam, S.H. Naquib. Results Phys., 45, 106236 (2023)
  56. V. Tvergraad, J.W. Hutchinson. J. Am. Ceram. Soc., 71, 157 (1988)
  57. Z. Liu, W. Gao, X. Meng, X. Li, J. Mao, Y. Wang, J. Shuai, W. Cai, Z. Ren, J. Sui. Scr. Mater., 127, 72 (2017)
  58. W.C. Oliver, G.M. Pharr. J. Mater. Res., 7, 1564 (1992)
  59. G. Li, Q. An, U. Aydemir, S.I. Morozov, B. Duan, P. Zhai, Q. Zhang, W.A. Goggard III. J. Materiomics, 6, 24 (2020)
  60. https://www.vasp.at.

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2025 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme