8月25日消息(v2修订版),一篇提交至arXiv的研究(编号2608.23212)由印度研究团队(Neeraj Kulhari、Krishna Swaroop Sharma、Sung Gu Kang、K. C. Bhamu)完成,通过第一性原理计算系统评估了无铅双钙钛矿卤化物Cs2AgIrCl6与Rb2AgIrCl6的热电性能潜力。

热电器件需要在阻碍热流的同时不阻碍电荷传输。研究团队对两种材料进行了结构稳定性、化学成键、弹性响应、晶格动力学与散射分辨载流子输运的全套计算:两者均满足立方弹性稳定性判据,谐性声子谱不含虚频(动力学稳定)。用更小半径的Rb替换Cs主要产生化学压力效应——晶格收缩1.34%,Ag-Cl与Ir-Cl键增强,而带边拓扑几乎不变。

电子结构方面,HSE06杂化泛函含自旋轨道耦合计算给出Cs2AgIrCl6与Rb2AgIrCl6的X点直接带隙分别为1.597与1.637eV;三个对称等价的X谷具有0.43-0.57m0的轻电子有效质量,而空穴质量达2.10-4.68m0,这种轻电子-重空穴的组合有利于n型输运。结合强声子散射导致的超低晶格热导率,两种材料被预测具有高的n型无量纲热电优值(zT)。

卤化物钙钛矿热电以低热导率与可调电子结构著称,但多含铅。此项工作表明铱基无铅双钙钛矿兼具稳定性与热电潜力,为废热回收与热电制冷应用提供了新的候选材料体系,也展示了“化学压力+能谷工程”协同调控热电性能的可行路径。 (来源:arXiv)