研究目的
研究n型碲化铅中主导的电子-声子散射机制及其对电子输运性质的影响。
研究成果
研究表明，在n型碲化铅（PbTe）中，纵向光学声子散射主导了电子输运过程，而声学声子和软横向光学声子散射相对较弱。软横向光学声子与传导态之间的弱耦合是PbTe具有高热电优值的关键因素，这表明类似材料也可能展现出优异的热电性能。
研究不足
该研究的局限性在于第一性原理计算的计算成本，尤其是在布里渊区进行高采样密度时。此外，带隙附近电子能带的准确性至关重要，而这取决于交换关联泛函的选择。
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基于第一性原理的PbTe型材料
DOI：10.1103/PhysRevB.98.205202
期刊：Physical Review B
出版年份：2018
更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要：
我们通过第一性原理研究确定了n型PbTe中主要的电子-声子散射通道?；诓６嚷湓朔匠?，在输运弛豫时间近似下建立了电子输运模型，该模型的全部参数均来自能精确描述带隙附近电子能带色散的第一性原理计算。我们计算得到的电子迁移率随温度和载流子浓度的变化关系与实验数据高度吻合。研究表明：纵向光学声子散射主导着n型PbTe的电子输运过程，而声学声子散射相对较弱。分析发现，由于导带极小值与布里渊区中心软模之间存在对称性禁阻的散射作用，软横向光学声子导致的散射是最微弱的机制。因此软声子在n型PbTe的高热电优值中起关键作用——它们虽强烈抑制晶格热导率，却不会损害其电子输运性能。结果表明：像PbTe这类具有与输运相关电子态弱耦合软模的材料，有望成为高效热电材料的候选对象。
作者：
Jiang Cao，José D. Querales-Flores，Aoife R. Murphy，Stephen Fahy，Ivana Savi?
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