Weak electron-phonon coupling in layered electrides
Notice bibliographique
Résumé
In layered electrides, the conducting electrons fill the two-dimensional interstitial voids between the atomic planes, which is expected to result in weakened electron-phonon coupling and give rise to high mobility and conductivity. In this paper, using density functional theory, we explore the room-temperature electron-phonon scattering and transport properties of seven layered electrides belonging to the alkaline earth subpnictogenide family (${\mathrm{Ca}}_{2}\mathrm{N}, {\mathrm{Sr}}_{2}\mathrm{N}, {\mathrm{Sr}}_{2}\mathrm{P}, {\mathrm{Ba}}_{2}\mathrm{N}, {\mathrm{Ba}}_{2}\mathrm{P}, {\mathrm{Ba}}_{2}\mathrm{As}$, and ${\mathrm{Ba}}_{2}\mathrm{Sb}$) and compare them to three traditional high-conductivity metals (Cu, Au, and Al). Several electrides are found to have low scattering rates compared with the metals, resulting from weak electron-phonon interaction, between 3 and $13\ifmmode\times\else\texttimes\fi{}$ lower than the metals, which is shown to originate from the spatial separation of the conducting electrons from the lattice. ${\mathrm{Sr}}_{2}\mathrm{N}$ and ${\mathrm{Ca}}_{2}\mathrm{N}$ are predicted to be the best conductors among the electrides, with high anisotropy, due to reduced scattering leading to long average mean-free paths for backscattering reaching 48 nm. However, the metals display the highest conductivities owing to their larger distribution of modes, originating from higher electronic velocities. These findings may help guide the discovery of electrides with exceptionally weak electron-phonon coupling and record high conductivity.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».