CsKNa超低晶格热导率的第一性原理研究

在大多数纯金属和金属系统中,尽管电子热导率被认为主导热传输,但晶格(声子)热导率(LTC)的大小通常不可忽略。CsKNa为立方半Heusler型金属材料,通过基于第一性原理的计算求解声子玻尔兹曼输运方程(BTE)可知,室温下CsKNa的晶格热导率只有0.031 W/mK,是迄今为止已知的所有纯金属和金属体系中最低的。这种超低的晶格热导率甚至与空气的晶格热导率相当(在相同环境条件下约0.025W/mK)。通过简谐和非简谐定量表征声子-声子间相互作用,证明了CsKNa异常低的晶格热导率源于低的群速度和强的非谐性。这项研究加深了我们对金属和金属系统中热传导的理解,并为寻找晶格热导率几乎为零的新型材料以供未来的新兴应用提供了一条途径。