Дисперсия гармонических фононов a до включения NAC и b после включения NAC ScAgC.
Предоставлено: Европейский физический журнал B (2023 г.). DOI: 10.1140/epjb/s10051-023-00524-z

Этот сплав, состоящий из скандия (Sc), серебра (Ag) и углерода (C), вскоре может стать ключевым компонентом устройств, преобразующих тепло в электричество, а его низкая отражательная способность и сильное поглощение фотонов сделают его особенно подходящим для высокоэффективных солнечных элементов.

Фононы — это квантовые частицы, которые представляют собой мельчайшие единицы колебательной энергии в твердом теле, или, другими словами, «квант» тепла. Они являются ключевым фактором поведения твердых материалов, таких как ScAgC, в зависимости от температуры: управляют свойствами, включая их тепловое расширение и скорость теплопроводности через их молекулярные решетки. Хотя эти эффекты широко изучались в предыдущих исследованиях, они до сих пор не изучены теоретически с помощью расчетов поведения фононов из первых принципов.

В своем исследовании Солет и Пандей сделали эти расчеты, учитывая взаимодействия между фононами и особенностями, включая границы и дефекты решетки, а также другие фононы. Это позволило им оценить как тепловое расширение ScAgC, так и теплопроводность его молекулярной решетки гораздо точнее, чем это было возможно с помощью предыдущих методов.

Дуэт надеется, что их результаты теперь проложат путь к новым исследованиям фононных свойств SgAgC, а также других материалов в родственном семействе соединений Гейслера. Имея возможность рассчитать эти свойства из первых принципов, их в конечном итоге можно было бы еще больше улучшить, что потенциально может привести к новому поколению более чистых и энергоэффективных технологий, основанных на передовых термоэлектрических материалах и солнечных элементах.