通过缺陷工程优化地壳中丰富的层状磷化物BaCuP的热电性能（开放获取）

《Journal of Materials Chemistry A》：Optimizing the Thermoelectric Performance of the Earth-Abundant Layered Phosphide BaCuP through Defect EngineeringOpen Access

　　

热电材料为将废热直接转化为电能提供了途径，但找到高效、可持续且无毒的化合物仍然是一个重大挑战。本文通过结合混杂密度泛函理论、缺陷计算、玻尔兹曼载流子传输理论以及机器学习辅助的晶格热导率模拟，研究了层状1-1-1磷化物BaCuP的热电潜力。电子结构显示其具有0.19 eV的较小间接带隙，并且价带 dispersion 强度具有各向异性，这主要是由于Cu-P衍生的态导致的，有利于平面内的空穴传输。缺陷计算表明，在Cu含量较低的情况下，铜空位的形成能量非常低，使得BaCuP本质上是强p型的，从而产生高浓度的空穴。我们进一步评估了K和La掺杂作为调节载流子浓度的方法，并发现La掺杂特别有前景，因为它能将空穴浓度略微降低到热电性能的最佳范围内。为了准确描述声子传输，我们训练了一个机器学习原子间势，并使用了均匀的非平衡分子动力学方法，该方法能够捕捉到常规三阶方法无法解释的高阶非谐效应。由于Ba的原子量更大，预测BaCuP的晶格热导率将低于CaCuP。结合电子和热传输特性，我们预测在800 K时，掺La的BaCuP的ZT（热电优值）方向平均值为约0.69，平面内的值接近1，但受到垂直于平面的方向的限制。此外，我们还发现纳米化处理并不能改善这种材料的优值，因为减小平均自由程对载流子传输的抑制作用比对晶格热导率的抑制作用更强。尽管如此，BaCuP仍被视为一种有前景的磷化物热电材料。

该内容仅可通过PDF格式获取。

在另一个窗口中打开 PDF 《通过缺陷工程优化地壳中丰富的层状磷化物BaCuP的热电性能》

? 2026 作者。由英国皇家化学会出版

2026

作者

本文采用知识共享署名4.0未本地化许可进行许可。您可以在其他出版物中使用本文的内容，而无需向RSC请求进一步许可，前提是给予正确的致谢。

本作品采用 知识共享署名4.0国际许可 进行许可。