多原子填充CoSb3材料热电性能优化的第一原理理论研究

以CoSb3为代表的一类化合物具有较好的热电性能，一个重要原因在于其晶胞中存在尺寸较大的空洞，可以填入杂质原子。杂质原子的局域共振声子散射大幅度降低了填充CoSb3材料的热导率但不明显改变电导率，从而提高了材料的热电性能。这是一类典型的电子晶体声子玻璃材料，相关工作是目前热电材料研究前沿。05年，我们解决了对填充CoSb3材料的性能优化至关重要的空洞杂质填充的机理问题，揭示了决定填充量极限的物理因素，建立了预测填充量极限的系统方法，发现了一条寻找新的填充CoSb3材料的选择规则，结果在Phys. Rev. Lett.上发表。本项目计划结合此项成果，利用第一原理方法，寻找新型填充方钴矿化合物，同时开展多杂质填充CoSb3材料的掺杂机理和性能优化的理论研究。包括：1）CoSb3中高填充量的新掺杂元素的寻找；2）多杂质填充时填充量变化规律及填充极限；3）多杂质填充CoSb3材料的热电性能优化。