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J-GLOBAL ID：202002245796628924   整理番号：20A2638547

高次非調和性を含む二成分岩塩および亜鉛ブレンド化合物における格子熱伝導率のハイスループット研究【JST・京大機械翻訳】

High-Throughput Study of Lattice Thermal Conductivity in Binary Rocksalt and Zinc Blende Compounds Including Higher-Order Anharmonicity

著者 (9件)： Xia Yi (Department of Materials Science and Engineering, Northwestern University, Evanston, Illinois 60208, USA) ,  Hegde Vinay I. (Department of Materials Science and Engineering, Northwestern University, Evanston, Illinois 60208, USA) ,  Pal Koushik (Department of Materials Science and Engineering, Northwestern University, Evanston, Illinois 60208, USA) ,  Hua Xia (Department of Materials Science and Engineering, Northwestern University, Evanston, Illinois 60208, USA) ,  Gaines Dale (Department of Materials Science and Engineering, Northwestern University, Evanston, Illinois 60208, USA) ,  Patel Shane (Department of Materials Science and Engineering, Northwestern University, Evanston, Illinois 60208, USA) ,  He Jiangang (Department of Materials Science and Engineering, Northwestern University, Evanston, Illinois 60208, USA) ,  Aykol Muratahan (Toyota Research Institute, Los Altos, California 94022, USA) ,  Wolverton Chris (Department of Materials Science and Engineering, Northwestern University, Evanston, Illinois 60208, USA)
資料名： Physical Review X  (Physical Review X)
巻： 10  号： 4  ページ： 041029  発行年： 2020年 
JST資料番号： W5063A  ISSN： 2160-3308  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 熱輸送現象はユビキタスであり,種々のマイクロエレクトロニクスとエネルギー変換デバイスの性能に決定的な役割を果たす。むしろ単純な結晶構造にもかかわらず,二成分岩塩と閃亜鉛鉱化合物は3桁以上にわたる格子熱伝導率([数式:原文を参照])の驚異的な範囲を示す。したがって,微視的理論の開発による基礎となる熱伝達機構の総合的理解は,基本的に重要であるが,高次非調和性を明確に処理することから生じる課題のため,まだ理解がつかっていない。最近の理論的および実験的進歩は,超高[数式:原文を参照]による閃亜鉛鉱型ホウ素アルセニド(BA)における熱伝達の抑制における四次的非調和性の本質的な役割を明らかにした。しかし,二元固体の幅広いクラスと化学における高次非調和性の一般的効果に関する重大な疑問はまだ未解明である。第一原理密度汎関数理論計算に基づく著者らの最近開発した高スループットフォノンフレームワークを用いて,著者らは,室温で岩塩と閃亜鉛鉱型構造を有する37の二元化合物の格子動力学と熱輸送特性を系統的に研究し,特に[数式:原文を参照]に対する四次非調和性の影響の解明に焦点を当てた。[数式:原文を参照]を計算するための著者らの先進理論モデルは,有限温度でのフォノン周波数と寿命の両方に対する四次非調和性の完全な処理,ならびに熱流束演算子における非対角項からの寄与を特徴とする,現在の最先端の方法を記述する。フォノン周波数と散乱速度における有限温度誘起シフトに対する逆効果のために,岩塩と閃亜鉛鉱化合物において,[数式:原文を参照]に対する四次非調和性の影響は,著しく異なることが分かった。フォノン散乱相空間と[数式:原文を参照]を相関させることにより,調和フォノン計算からの4フォノン散乱の重要性を評価するための定性的ではあるが効率的な経路を概説した。顕著な例の中で,閃亜鉛鉱型HgTeにおいて,4フォノン散乱による[数式:原文を参照]の前例のない6倍の減少を確認し,それは室温の音響領域における3フォノン散乱を支配した。また,岩塩AgClにおけるフォノンガスモデルの可能な破壊を示し,そこでは,フォノン状態は強い固有非調和性により著しく広がり,対角線に匹敵する[数式:原文を参照]への非対角寄与を誘起する。本研究で得られた深い物理的洞察は,熱管理材料の合理的設計を導くために使用できる。Copyright 2020 The American Physical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 結晶構造 ,  格子力学 ,  熱伝達 ,  フォノン ,  *亜鉛 ,  熱管理 ,  音響 ,  熱流束 ,  *岩塩 ,  閃亜鉛鉱 ,  微視的理論
準シソーラス用語： 理論モデル ,  フォノン散乱 ,  熱輸送 ,  *格子熱伝導率 , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (3件)： 熱電デバイス  (NC03090J) ,  半導体結晶の電子構造  (BM02060N) ,  金属酸化物及び金属カルコゲン化物の結晶構造  (BK07020Y)

タイトルに関連する用語 (8件)： 非調和性 ,  二成分 ,  岩塩 ,  亜鉛 ,  ブレンド ,  格子熱伝導率 ,  ハイスループット ,  研究