Исследование теплопроводности Cu2Se с учетом влияния подвижных ионов меди
Булат Л.П., Иванов А.А.1,2, Освенский В.Б.1, Пшенай-Северин Д.А.3,4, Сорокин А.И.1
1Гиредмет, Москва, Россия
2Московский технологический университет, Москва, Россия
3Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
4Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия
Email: d.pshenay@mail.ru
Поступила в редакцию: 23 марта 2017 г.
Выставление онлайн: 19 сентября 2017 г.
Исследована температурная зависимость теплопроводности наноструктурированных образцов селенида меди, полученных методом механохимического синтеза из исходных чистых компонентов в планетарной шаровой мельнице с последующим искровым плазменным спеканием. Измерение теплопроводности наноструктурированных образцов проводилось в диапазоне температур 410-860 K. При 410-780 K теплопроводность решетки kappaph слабо изменяется в диапазоне 0.35-0.37 W/(m·K). При более высокой температуре T>780 K kappaph снижается до 0.19 W/(m·K). Для анализа влияния подвижных ионов меди на теплопроводность решетки проведены расчеты методом молекулярной динамики с использованием классического межатомного потенциала, полученного из ab initio расчетов для кубической модификации beta-Cu2Se. Результаты моделирования демонстрируют высокую подвижность ионов меди, а расчетная температурная зависимость решеточной теплопроводности согласуется с экспериментом до 780 K. При температуре выше 780 K наблюдается отклонение kappaph от результатов расчета, которое особенно сильно выражено в наноструктурированном материале. В результате при максимальной температуре измерения решеточная теплопроводность снижается до уровня ~ 0.19 W/(m·K), что согласуется с литературными данными для наноструктурированных образов Cu2Se, полученных различными методами. DOI: 10.21883/FTT.2017.10.44983.091
- H. Liu, X. Shi, F. Xu, L. Zhang, W. Zhang, L. Chen, Q. Li, C. Uher, T. Day, G.J. Snyder. Nature Materials 11, 422 (2012)
- B. Yu, W. Liu, Sh. Chen, H. Wang, H.Z. Wang, G. Chen, Z. Ren. Nano Energy 1, 472 (2012)
- А.А. Иванов, В.Б. Освенский, Ю.Н. Пархоменко, А.И. Сорокин, В.Т. Бублик, Н.Ю. Табачкова, Л.П. Булат. В сб.: Межгосударств. конф. "Термоэлектрики и их применение". ФТИ им. А.Ф. Иоффе, СПб. (2015). С. 373-378
- B. Gahtori, S. Bathula, K. Tyagi, A.K. Srivastava, A. Dhar, R.C. Budhani. Patent N WO 2015/037014 A1 (2015)
- K. Tyagi, B. Gahtori, S. Bathula, M. Jayasimhadri, N.K. Singh., S. Sharma, D. Haranath, A.K. Srivastava, A.J. Dhar. Phys. Chem. Solids 81, 100 (2015)
- B. Gahtori, S. Bathula, K. Tyagi, M. Jayasimhadri, A.K. Srivastava, S. Singh, R.C. Budhani, A. Dhar. Nano Energy 13, 36 (2015)
- H.-S. Kim, Z.M. Gibbs, Y. Tang, H. Wang H., G.J. Snyder. APL Mater. 3, 041506 (2015)
- A. Togo, F. Oba, I. Tanaka. Phys. Rev. B 78, 134106 (2008)
- A.S. Danilkin, M. Yethiraj, G.J. Kearley. J. Phys. Soc. Jpn. 79 (Suppl. A), 25 (2010)
- M.P. Allen, D.J. Tildesley. Computer simulation of liquids. Oxford Univ. Press, N. Y. (1991). 400 p
- F. Muller-Plathe. J. Chem. Phys. 106, 6082 (1997)
- H. Kim, S. Ballikaya, H. Chi, J.-P. Ahn, K. Uher, M. Kaviany. Acta Mater. 86, 247 (2015)
- M.C. Nguen, J.-H. Choi, X. Zhao, C.-Z. Wang, Z. Zhang, K.-M. Ho. Phys. Rev. Lett. 111, 165502 (2013)
- M.S. Daw, M.I. Baskes. Phys. Rev. B 29, 6443 (1984)
- S.M. Foiles, M.I. Baskes, M.S. Daw. Phys. Rev. B 33, 7983 (1986)
- Y. Mishin, M.J. Mehl, D.A. Papaconstantopoulos, A.F. Voter, J.D. Kress. Phys. Rev. B 63, 224106 (2001)
- P. Brommer, A. Kiselev, D. Schopf, P. Beck, J. Roth, H.-R. Trebin. Model. Simul. Mater. Sci. Eng. 23, 074002 (2015)
- P. Brommer, F. Gahler. Model. Simul. Mater. Sci. Eng. 15, 295 (2007)
- P. Brommer, F. Gahler. Phil. Mag. 86, 753 (2006)
- J.M. Soler, E. Artacho, J. Gale, A. Garsi a, J. Junquera, P. Ordejon, D. Sanchez-Portal. J. Phys.: Condens. Matter. 14, 2745 (2002)
- S. Plimpton. J. Comp. Phys. 117, 1 (1995)
- P. Giannozzi, S. Baroni, N. Bonini, M. Calandra, R. Car, C. Cavazzoni, D. Ceresoli, G.L Chiarotti, M. Cococcioni, I. Dabo, A. Dal Corso, S. de Gioncoli, S. Fabris, G. Gratesi, R. Gebauer, U. Gertmann, C. Gougoussis, A. Kokalj, M. Martin-Samos, N. Marzari, F. Mauri, R. Mazzarello, S. Paolini, A. Pasquarello, L. Paulatto, C. Sbraccia, S. Scandolo, G. Sclauzero, A.P. Seitsonen, A. Amogunov, P. Umari, R.M. Wentzcovitch. J. Phys.: Condens. Matter 21, 395502 (2009).
- S. Baroni, P. Giannozzi, A. Testa. Phys. Rev. Lett. 58, 1861 (1987)
- S. Baroni, de S. Gironcoli, Dal A. Corso, P. Giannozzi. Rev. Mod. Phys. 73, 515 (2001)
- X. Gonze. Phys. Rev. A 52, 1096 (1995)
- L.P. Bulat, V.B. Osvenskii, Y.N. Parkhomenko, D.A. Pshenay-Severin, A.I. Sorokin. J. Electron. Mater. 45, 1648 (2016)
- R. Kubo, M. Toda, N. Hashitsume. Statistical Physics II. Nonequilibrium statistical mechanics, Springer-Verlag, Berlin (1991). 279 p
- A.J.H. Mc Gaughey, M. Kaviany. Int. J. Heat Mass Transfer 47, 1799 (2004)
- M.Y. Tafti, S. Ballikaya, A.M. Khachatourian, M. Noroozi, M. Saleemi, L. Han, N.V. Nong, T. Bailey, C. Uher, M.S. Toprak. RSC Adv. 6, 111457 (2016)
- L. Yang, Zh.-G. Chen, G. Han, M. Hong, Y. Zou, J. Zou. Nano Energy 16, 367 (2015).
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.