High-temperature thermoelectric transport behavior of the Al/γ-Al2O3 interface: impact of electron and phonon scattering at nanoscale metal–ceramic contacts

文献情報

出版日 2018-05-03
DOI 10.1039/C8CP01374H
インパクトファクター 3.676
著者

Pabitra Narayan Samanta, Jerzy Leszczynski


原文を見る

要旨

The thermoelectric transport properties of a metal–ceramic interface based on Al and γ-Al2O3 are explored by employing the non-equilibrium Green's function formalism (NEGF) coupled with density functional theory (DFT). However, to acquire the phonon thermal conductance, the parameterized ReaxFF potential is utilized for computing the intrinsic force constants of propagating phonons across the interface. Several interfacial electronic properties such as the charge transfer, the potential barrier, and the atomic orbital overlap are critically analyzed based on the DFT derived results of the electrostatic difference potential, the electron density difference, and the spin-polarized density of states in the fully relaxed structure of the interface. Within the NEGF framework, both the electron and phonon transmission coefficients are estimated for the variations of bias voltage and temperature gradient across the interface. The strong orbital overlap and the scattering of electrons and phonons at the nanometer-size interface suppress the lattice thermal conductivity significantly compared to the electron transport, which in turn enhances the thermoelectric performance of the Al/Al2O3 composite, in contrast to the bulk material of Al. Moreover, a steep rise of power factor induced by the increased transmission of charge carriers with temperature improves the energy conversion efficiency of the material. The present findings could pave the way for developing thermoelectric materials based on metal–ceramic composites.

関連文献

Reactive force fields for aqueous and interfacial magnesium carbonate formation

Siavash Zare, Mohammad Javad Abdolhosseini Qomi

2021-10-01 Paper

DOI: 10.1039/D1CP02627E

The growth of a large GdPO4 crystal guided by theoretical simulation and the study of its phonon properties

Xinghong Gong, Yujin Chen, Jianhua Huang, Yanfu Lin, Zundu Luo, Shuiquan Deng, Yidong Huang

2021-09-16 Paper

DOI: 10.1039/D1CP02977K

Understanding charge storage in Nb2CTx MXene as an anode material for lithium ion batteries

Tao Hu, Zuohua Wang, Weizhen Wang, Yan Liang, Chao Zhang, Cuiyu Li, Hailong Wang, Hongxia Lu, Zhiqing Yang, Hongwang Zhang, Xiaohui Wang

2021-09-16 Paper

DOI: 10.1039/D1CP03070A

Single sheets of graphene for fabrication of fibers with enhanced mechanical properties

Muhammad G. Salim, Luke A. Thimons, Min A. Kim, Brennan Carr, Michelle Montgomery, Nathan Tolman, Tevis D. B. Jacobs, Haitao Liu

2021-09-20 Paper

DOI: 10.1039/D1CP03238K

Regression and clustering algorithms for AgCu nanoalloys: from mixing energy predictions to structure recognition

Cesare Roncaglia, Daniele Rapetti, Riccardo Ferrando

2021-10-11 Paper

DOI: 10.1039/D1CP02143E

Contents list

2021-10-13 Front/Back Matter

DOI: 10.1039/D1CP90205A

A theoretical study on the excited-state deactivation paths for the A–5FU dimer

Xue-fang Yu, Ting-he Fu, Bo Xiao, Hong-yuan Yu, Qingzhong Li

2021-06-28 Paper

DOI: 10.1039/D1CP00030F

Attosecond charge migration following oxygen K-shell ionization in DNA bases and base pairs

Fatemeh Khalili, Mohsen Vafaee

2021-10-06 Paper

DOI: 10.1039/D1CP02920G

Chiral recognition via a stereodynamic vanadium probe using the electronic circular dichroism effect in differential Raman scattering

Davide Carraro, Giulia Licini, Petr Bouř, Cristiano Zonta

2021-09-21 Paper

DOI: 10.1039/D1CP03020E

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

(S)-四氢呋喃-3-羧酸の物理化学的性質は何ですか?

CAS番号168395-26-4の(S)-四氢呋喃-3-羧酸は、白色の結晶が特徴的な性質を持ちます。分子量は128.08であり、水に溶けやすく、アルコールなど...

168395-26-4(3S)-Tetrahydro-3-fu...
化合物よくある質問

塩基性硫黄化合物1,3-ジメチル-1-[5-(三氟甲基)-1,3,4-硫杂环己二酮-2-基]尿素を含む廃棄物はどのように処理すべきですか?

塩基性硫黄化合物1,3-ジメチル-1-[5-(三氟甲基)-1,3,4-硫杂环己二酮-2-基]尿素を含む廃棄物は、専門的な廃棄処理施設で焼却処理を行うべきです。ま...

25366-23-81,3-Dimethyl-1-[5-(t...
化合物よくある質問

インドリジン-2-カルボン酸は安全ですか?

インドリジン-2-カルボン酸は一般的に安全ですが、過度に濃い状態では刺激性があります。取り扱いには適切な防護具を使用し、直接触れや吸入を避ける必要があります。

3189-48-8Indolizine-2-carboxy...
化合物よくある質問

5-甲基-2-(3-ピリジニル)-1,3-テイゾール-4-オールの市場動向や研究トレンドはどうですか?

5-甲基-2-(3-ピリジニル)-1,3-テイゾール-4-オールは、医薬品や農薬、および合成化学の分野において研究が進められています。市場動向としては、化学物質...

131786-48-65-Methyl-2-(3-pyridi...
化合物よくある質問

4,4',4''-(嘧啶-2,4,6-三基)三苯甲醛はどのように保存すればよいですか?

4,4',4''-(嘧啶-2,4,6-三基)三苯甲醛は、密閉容器に保管し、避けておくことが重要です。室温で保管し、直射日光を避けてください。

2230887-23-54,4',4''-(2,4,6-Pyri...
化合物よくある質問

(3aR)-1,3,3-トリフェニルテトラヒドロ-3H-ピロロ[1,2-c][1,3,2]-オキザボロロールについて、適用される法規ガイドラインは何ですか?

(3aR)-1,3,3-トリフェニルテトラヒドロ-3H-ピロロ[1,2-c][1,3,2]-オキザボロロールは、GHS(国際危険物識別ルール)の分類が適用されま...

145238-45-5(3aR)-1,3,3-Tripheny...
化合物よくある質問

N,N-ジブチルプロパニジアミンの主な用途は何ですか?

N,N-ジブチルプロパニジアミンは主にアクリル酸エステルの固化剤、界面活性剤、及び農薬の製造材料として使用されます。

102-83-0N,N-Dibutyl-1,3-prop...
化合物よくある質問

6-(4-氯苯氧基)吡啶-3-胺の代替品はありますか?

6-(4-氯苯氧基)吡啶-3-胺の代替品としては、他の芳香族アミン化合物や類似の除草剤が考えられます。ただし、他の化合物と同様に、代替品の選択には安全性と効果性...

75926-64-66-(4-Chlorophenoxy)-...
化合物よくある質問

4-甲基伞形酮硬脂酸酯は安全ですか?

4-甲基伞形酮硬脂酸酯は安全性に関しては一定の注意が必要で、直接的な皮膚刺激や吸入毒性は報告されていませんが、吸入は避けるべきです。

79408-85-84-Methyl-2-oxo-2H-ch...
化合物よくある質問

3-フェニル-3,4-ジヒドロ-2H-1,4-ベンゾキサジンを取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

3-フェニル-3,4-ジヒドロ-2H-1,4-ベンゾキサジンを取り扱う際は、防塵マスク、ゴーグル、ゴム手袋を使用し、ドラフトチャンバー内で作業することを推奨しま...

70310-30-43-Phenyl-3,4-dihydro...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめ化合物

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。