First principles calculations of strain engineering regulation of Mg3Bi2 thermoelectric properties
Year: 2026
Type: article
Abstract: Mg3Bi2基热电材料因元素成本低廉且低晶格热导率而备受关注，其性能优化是当前研究的关键。本文通过应变调控策略直接操纵电子能带结构与声子色散关系，从而优化Mg3Bi2的热电性能。基于第一性原理计算与玻尔兹曼输运理论，系统研究了在室温下宽应变范围内（-2.5%至+3%）Mg3Bi2的稳定性、晶格热导率及热电性能的变化规律。计算结果表明，Mg3Bi2在宽应变范围内兼具力学稳定性和动力学稳定性，其晶格热导率随温度的升高而降低。此外，压缩应变可显著提升晶格热导率，而拉伸应变有利于获得更低的晶格热导率。N型Mg3Bi2晶体在-2.5%的压缩应变下获得最大ZT值，较未应变状态提升45.48%，而P型Mg3Bi2晶体在3%拉伸应变下ZT值提升了28.05%。计算和理论分析结果表明，压缩应变可增强N型Mg3Bi2的热电性能，拉伸应变则能优化P型Mg3Bi2的热电性能。
Source: Acta Physica Sinica
Language: Chinese
Subfield: Materials Chemistry
Field: Materials Science
Domain: Physical Sciences
Open Access status: diamond
OpenAlex ID: W7208768764