금속린화물들은 효률이 높고 원료자원이 풍부한것으로 하여 전도유망한 열전기재료로 되고있다. 그중에서도 륙방정계의 3원금속린화물 CaAgP은 자원이 풍부하고 이전의 재료에 비하여 합성원가를 낮출수 있기때문에 실리있는 열전기재료로 주목되고있다.
현재까지 CaAgP의 전자구조와 위상에 관한 리론적인 연구들이 진행되였지만 3원금속린화물 CaAgP의 열전기특성에 대한 포괄적인 리해는 아직 부족하다.
이로부터 우리는 수송특성의 1 원리계산을 리용하여 3원금속린화물 CaAgP 의 열전기성능에 대하여 원자론적인 견지에서 포논-포논, 전자-포논호상작용에 대한 연구를 진행하였다.
우리는 열전도도와 수송특성을 평가하기 위하여 최신리론과 방법들을 결합한 DFT에 기초하여 CaAgP결정의 열전기특성에 관한 제1원리계산을 진행하였다.
먼저 PBE범함수를 리용하여 공간군 P62m을 가진 륙방정계 CaAgP결정의 단위세포에 대한 구조최적화를 진행하였다.
다음단계에서 조화 및 립방원자간힘상수 (IFCs)를 리용하여 분산곡선, 원자사영포논DOS, 포논수명, 포논군속도와 같은 포논과 관련되는 량들을 계산하여 살창이동특성을 평가하였다.
다음 우리는 3가지 포논산란과정들을 고려하여 계산된 vg 와 τ3rd를 가지고 살창열전도도kl에 대한 Peierls 기여률 klp를 결정하였으며 포논속도연산자의 비대각선부분을 리용하여 간섭기여 klC를 결정하였다.
총적으로 우리들은 그림1에서 보여주는것처럼 계산된 S2/ρ와 ktot(T)값들을 가지고 열전기성능지수 ZT를 평가하였다.
CaAgP의 열전기성능에 대한 원자론적인 계산결과는 이전의 실험자료들과 잘 일치한다는것을 보여주었다.
또한 계산된 수송특성에 기초하여 CaAgP에 나노구조 혹은 혼입물첨가를 받아들이면 열전기성능을 강화할수 있다는것을 보여주었다.
이 결과는 잡지《The Journal of Applied Physics Letters》에 《Theoretical insight into potential thermoelectric performance of ternary metal phosphide CaAgP》(https://doi.org/10.1063/5.0142157)의 제목으로 발표되였다.
