First-principles analysis of intravalley and intervalley electron-phonon scattering in thermoelectric materials
Notice bibliographique
Résumé
Intervalley collisions, which scatter electrons from one valley or band to another, can be detrimental to thermoelectric performance in materials with multiple valleys/bands. In this study, density functional theory is used to investigate the electron-phonon scattering characteristics of three lead chalcogenides (PbS, PbSe, PbTe) and three half-Heuslers (ScNiBi, ScPdSb, ZrNiSn), which all possess multiple equivalent conduction valleys, in order to characterize and analyze their intravalley/intervalley components. To elucidate what controls the degree of intravalley and intervalley transitions, the scattering rates are decomposed into the product of the phase space (a measure of how much scattering is possible) and the average electron-phonon coupling. To help guide the search for improved thermoelectric and high-conductivity materials, simple and approximate approaches are demonstrated that can be adopted to identify materials with reduced intervalley scattering, which circumvent the need for computationally demanding electron-phonon scattering calculations. In addition, the benefits of selecting materials with large-energy zone-edge phonons are explored in the limit $\ensuremath{\hbar}\ensuremath{\omega}$ $\ensuremath{\gg}$ ${k}_{B}T$, and found to potentially suppress intervalley processes by up to an order of magnitude, leading to a 70% and 100% increase in conductivity and power factor, respectively.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».