Ultralow and anisotropic thermal conductivity in semiconductor As2Se3

CNPQ - CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICOCAPES - COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DE PESSOAL E NÍVEL SUPERIORFAPESP - FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULOJUNTA DE EXTREMADURACNPQ - CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICOCAPES - COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DE PESSOAL E NÍVEL SUPERIORFAPESP - FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULOJUNTA DE EXTREMADURAAn ultralow lattice thermal conductivity of 0.14 W m(-1) K-1 along the ( b) over right arrow axis of As2Se3 single crystals was obtained at 300 K using first-principles calculations involving density functional theory and the resolution of the Boltzmann transport equation. This ultralow lattice thermal conductivity arises from the combination of two mechanisms: (1) a cascade-like fall of the low-lying optical modes, which results in avoided crossings of these with the acoustic modes, low sound velocities and increased scattering rates of the acoustic phonons||and (2) the repulsion between the lone-pair electrons of the As cations and the valence p orbitals of the Se anions, which leads to an increase in the anharmonicity of the bonds. The physical origins of these mechanisms lie in the nature of the chemical bonding in the material and its strong anisotropy. These results, whose validity has been addressed by comparison with SnSe, for which excellent agreement between the theoretical predictions and the experiments is achieved, point out that As2Se3 could exhibit improved thermoelectric properties.20318091816CNPQ - CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICOCAPES - COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DE PESSOAL E NÍVEL SUPERIORFAPESP - FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULOJUNTA DE EXTREMADURACNPQ - CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICOCAPES - COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DE PESSOAL E NÍVEL SUPERIORFAPESP - FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULOJUNTA DE EXTREMADURACNPQ - CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICOCAPES - COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DE PESSOAL E NÍVEL SUPERIORFAPESP - FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULOJUNTA DE EXTREMADURACNPQ - CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICOCAPES - COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DE PESSOAL E NÍVEL SUPERIORFAPESP - FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULOJUNTA DE EXTREMADURAsem informaçãosem informação2013/08293-72013/14065-72015/26434-2Agências de fomento estrangeiras apoiaram essa pesquisa, mais informações acesse artig