一项新的研究基于量子振动的第一性原理计算，确定了先进固体材料的热性能。
随着现代世界对能源的需求不断增长，我们迫切需要了解热量是如何通过我们用来构建技术的材料流动的。通过发表在《欧洲物理杂志B》上的一项新研究，印度曼迪理工学院的Vinod Solet和Sudhir Pandey基于声子的第一性原理计算，准确地估计了一种特别有前途的合金的热性能。
这种合金由钪(Sc)、银(Ag)和碳(C)组成，很快就会成为热电转换设备的关键部件，而它的低反射率和强光子吸收将使它特别适合于高效太阳能电池。
声子是量子粒子，它代表了固体中振动能量的最小单位，或者换句话说，是热的“量子”。它们是固体材料(如ScAgC)热相关行为的关键驱动因素:控制性能，包括热膨胀和通过分子晶格的热传导速率。虽然这些效应在以前的研究中已经被广泛探索，但它们仍然没有通过声子行为的第一性原理计算在理论上进行研究。
在他们的研究中，Solet和Pandey通过计算声子与晶格边界和缺陷以及其他声子之间的相互作用来进行这些计算。这使他们能够估计ScAgC的热膨胀和其分子晶格的导热性，比以前的技术要准确得多。
两人希望他们的研究结果将为研究SgAgC的声基性质以及其他相关Heusler化合物家族的材料铺平道路。有了从第一性原理计算这些特性的能力，它们最终可能会得到进一步的增强——有可能导致基于先进热电材料和太阳能电池的新一代更清洁、更节能的技术。
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