Beneficial contribution of alloy disorder to electron and phonon transport in half-heusler thermoelectric materials

Advanced Functional Materials

Volumn 23, Issue 41, 2013, Pages 5123-5130

  Xie, Hanhui ^a,b,d   Wang, Heng ^c   Pei, Yanzhong ^c   Fu, Chenguang ^a,b   Liu, Xiaohua ^a,b   Snyder, G Jeffrey ^c   Zhao, Xinbing ^a,b   Zhu, Tiejun ^a,b  

^a ZHEJIANG UNIVERSITY   (China)

^b ZHEJIANG UNIVERSITY   (China)

^c California Institute of Technology   (United States)

^d TONGJI UNIVERSITY   (China)

Author keywords

alloys; charge transport; doping; thermoelectrics

Indexed keywords

ACOUSTIC-PHONON SCATTERING; ELECTRICAL TRANSPORT PROPERTIES; ELECTRON AND PHONON TRANSPORTS; PHONON THERMAL CONDUCTIVITY; PHONON-SCATTERING MECHANISMS; THERMO-ELECTRIC MATERIALS; THERMOELECTRIC FIGURE OF MERIT; THERMOELECTRICS;

ALLOYING; ALLOYS; CARRIER TRANSPORT; CHARGE TRANSFER; DEFORMATION; DOPING (ADDITIVES); ELECTRIC PROPERTIES; PHONON SCATTERING; PHONONS; POINT DEFECTS; SOLID SOLUTIONS; THERMAL CONDUCTIVITY; THERMOELECTRIC EQUIPMENT; THERMOELECTRICITY; TRANSPORT PROPERTIES;

CERIUM ALLOYS;

EID: 84887046744     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201300663     Document Type: Article

References (62)

1. T. M. Tritt, Science 1999, 283, 804.
2. G. J. Snyder, E. S. Toberer, Nat. Mater. 2008, 7, 105.
3. Y. Pei, X. Shi, A. LaLonde, H. Wang, L. Chen, G. J. Snyder, Nature 2011, 473, 66.
4. W. Liu, X. Tan, K. Yin, H. Liu, X. Tang, J. Shi, Q. Zhang, C. Uher, Phys. Rev. Lett. 2012, 108, 166601.
5. Y. Pei, H. Wang, G. J. Snyder, Adv. Mater. 2012, 24, 6125.
6. C. M. Jaworski, B. Wiendlocha, V. Jovovica, J. P. Heremans, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 4155.
7. J. P. Heremans, B. Wiendloch, A. M. Chamoire, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 5510.
8. Q. Zhang, H. Wang, W. Liu, H. Wang, B. Yu, Q. Zhang, Z. Tian, G. Ni, S. Lee, K. Esfarjani, G. Chen, Z. Ren, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 5246.
9. J. P. Heremans, V. Jovovic, E. S. Toberer, A. Saramat, K. Kurosaki, A. Charoenphakdee, S. Yamanaka, G. J. Snyder, Science 2008, 321, 554.
10. H. Lu, P. G. Burke, A. C. Gossard, G. Zeng, A. T. Ramu, J. Bahk, J. E. Bowers, Adv. Mater. 2011, 23, 2377.
11. G. Joshi, X. Yan, H. Wang, W. Liu, G. Chen, Z. F. Ren, Adv. Energy Mater. 2011, 1, 643.
12. X. Yan, G. Joshi, W. Liu, Y. Lan, H. Wang, S. P. Lee, J. W. Simonson, S. J. Poon, T. M. Tritt, G. Chen, Z. F. Ren, Nano Lett. 2011, 11, 556.
13. S. K. Bux, R. G. Blair, P. K. Gogna, H. Lee, G. Chen, M. S. Dresselhaus, R. B. Kaner, J. P. Fleurial, Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 2445.
14. C. J. Vineis, A. Shakouri, A. Majumdar, M. G. Kanatzidis, Adv. Mater. 2010, 22, 3970.
15. A. J. Minnich, M. S. Dresselhaus, Z. F. Ren, G. Chen, Energy Environ. Sci. 2009, 2, 466.
16. J. Bardeen, W. Shockley, Phys. Rev. 1950, 80, 72.
17. Y. Pei, A. D. LaLonde, H. Wang, G. J. Snyder, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 7963.
18. H. Wang, A. D. LaLonde, Y. Pei, G. J. Snyder, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 1586.
19. J. W. Harrison, J. R. Hauser, Phys. Rev. B 1976, 13, 5347.
20. J. W. Harrison, J. R. Hauser, J. Appl. Phys. 1976, 47, 292.
21. Y. I. Ravich, B. A. Efimova, I. A. Smirnov, Semiconducting Lead Chalcogenides, Plenum press, New York, USA, 1970.
22. X. Shi, Y. Pei, G. J. Snyder, L. Chen, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 4086.
23. A. F. May, E. F. Larsen, G. J. Snyder, Phys. Rev. B 2010, 81, 125205.
24. A. F. May, E. S. Toberer, A. Saramat, G. J. Snyder, Phys. Rev. B 2009, 80, 125205.
25. C. Uher, J. Yang, S. Hu, D. T. Morelli, G. P. Meisner, Phys. Rev. B 1999, 59, 8615.
26. P. Qiu, J. Yang, X. Huang, X. Chen, L. Chen, Appl. Phys. Lett. 2010, 96, 152105.
27. S. R. Culp, J. W. Simonson, S. J. Poon, V. Ponnambalam, J. Edwards, T. M. Tritt, Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 022105.
28. Y. Xia, S. Bhattacharya, V. Ponnambalam, A. L. Pope, S. J. Poon, T. M. Tritt, J. Appl. Phys. 2000, 88, 1952.
29. K. Kawano, K. Kurosaki, T. Sekimoto, H. Muta, S. Yamanaka, Appl. Phys. Lett. 2007, 91, 062115.
30. J. Yang, H. Li, T. Wu, W. Zhang, L. Chen, J. Yang, Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 2880.
31. C. Yu, T. J. Zhu, R. Z. Shi, Y. Zhang, X. B. Zhao, J. He, Acta Mater. 2009, 57, 2757.
32. H. H. Xie, J. L. Mi, L. P. Hu, N. Lock, M. Chirstensen, C. G. Fu, B. B. Iversen, X. B. Zhao, T. J. Zhu, CrystEngComm 2012, 14, 4467.
33. X. Yan, W. Liu, H. Wang, S. Chen, J. Shiomi, K. Esfarjani, H. Wang, D. Wang, G. Chen, Z. F. Ren, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 7543.
34. P. J. Lee, L. S. Chao, J. Alloys Compd. 2010, 504, 192.
35. S. Bhattacharya, M. J. Skove, M. Russell, T. M. Tritt, Phys. Rev. B 2008, 77, 184203.
36. S. Bhattacharya, T. M. Tritt, Y. Xia, V. Ponnambalam, S. J. Poon, N. Thadhani, Appl. Phys. Lett. 2002, 81, 43.
37. S. Ouardi, G. H. Fecher, B. Balke, X. Kozina, G. Stryganyuk, C. Felser, Phys. Rev. B 2010, 82, 085108.
38. S. Ogut, K. M. Rabe, Phys. Rev. B 1995, 51, 10443.
39. P. Larson, S. D. Mahanti, M. G. Kanatzidis, Phys. Rev. B 2000, 62, 12754.
40. L. Chaput, J. Tobola, P. Pécheur, H. Scherrer, Phys. Rev. B 2006, 73, 045121.
41. J. Callaway, Phys. Rev. 1959, 113, 1046.
42. K. Srinivasan, A. Sher, C. An-Ban, Appl. Phys. Lett. 1985, 47, 160.
43. V. I. Fistul, Heavily Doped Semiconductors, Plenum press, New York, USA 1969.
44. T. J. Zhu, K. Xiao, C. Yu, J. J. Shen, S. H. Yang, A. J. Zhou, X. B. Zhao, J. He, J. Appl. Phys. 2010, 108, 044903.
45. H. J. Goldsmid, Thermoelectric refrigeration, Plenum Press, New York, USA 1964.
46. H. Wang, E. Schechtel, Y. Pei, G. J. Snyder, Adv. Energy Mater. 2012, 3, 488.
47. H. Wang, Y. Pei, A. D. LaLonde, G. J. Snyder, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2012, 109, 9705.
48. C. Yu, T. J. Zhu, K. Xiao, J. J. Shen, S. H. Yang, X. B. Zhao, J. Electron. Mater. 2010, 39, 2008.
49. D. G. Cahill, S. K. Watson, R. O. Pohl, Phys. Rev. B 1992, 46, 6131.
50. P. G. Klemens, Phys. Rev. 1960, 119, 507.
51. C. M. Bhandari, D. M. Rowe, Thermal conduction in semiconductors, Wiley Eastern Limited, New Delhi, India 1988.
52. N. W. Ashcroft, N. D. Mermin, Solid State Physics Thomson Learning, New York 1976.
53. G. A. Slack, S. Galginaitis, Phys. Rev. 1964, 133, A253.
54. J. Yang, G. P. Meisner, L. Chen, Appl. Phys. Lett. 2004, 85, 1140.
55. J. M. Ziman, Philos. Mag. 1956, 1, 191.
56. J. E. Parrott, Rev. Int. Hautes Temp. Refract. 1979, 16, 393.
57. H. J. Goldsmid, A. W. Penn, Phys. Lett. A 1968, A27, 523.
58. H. H. Xie, C. Yu, T. J. Zhu, C. G. Fu, G. J. Snyder, X. B. Zhao, Appl. Phys. Lett. 2012, 100, 254104.
59. D. Y. Jung, K. Kurosaki, C. E. Kima, H. Muta, S. Yamanaka, J. Alloys Compd. 2010, 489, 328.
60. H. Anno, K. Matsubara, Y. Notohara, T. Sakakibara, H. Tashiro, J. Appl. Phys. 1999, 86, 3780.
61. J. Yang, D. T. Morelli, G. P. Meisner, W. Chen, J. S. Dyck, C. Uher, Phys. Rev. B 2002, 65, 094115.
62. C. Yu, T. J. Zhu, K. Xiao, J. J. Shen, X. B. Zhao, Funct. Mater. Lett. 2010, 3, 227.