La conduttività termica nei materiali multistrato
In certi materiali, l’accoppiamento elettrone-fonone dà un importante contributo alla loro conduttività termica. Il progetto NON ADIABATIC PHONON (“Non adiabatic vibrational spectra from first principles”), finanziato dall’UE, ha usato tecniche computazionali per studiare più a fondo, progettare e caratterizzare tali materiali. I partner del progetto hanno implementato due diverse metodologie recentemente proposte che hanno permesso di studiare il contributo non-adiabatico e gli effetti anarmonici dello spettro del fonone. Si era osservato che tali fenomeni riguardavano principalmente i materiali stratificati, come il grafene, il diboruro di magnesio, il grafene-calcio e i superconduttori. Il primo metodo era un calcolo del fonone auto consistente, con un fattore di Bose-Einstein che sposta gli atomi all’interno della cellula unitaria. Il secondo metodo comportava l’uso della teoria della perturbazione al primo ordine per cambiare le forze stazionarie dopo gli spostamenti ionici. Gli scienziati hanno caratterizzato un’ampia serie di materiali cristallini con diverse strutture chimiche. I risultati hanno dimostrato che ci sono alcuni materiali con ampi effetti anarmonici caratterizzati anche da una bassa conduttività termica. Questa proprietà diventa rilevante quando si studiano i materiali termoelettrici. NON ADIABATIC PHONON era una collaborazione tra partecipanti di Europa e Messico. I risultati del progetto sono stati divulgati tramite 12 pubblicazioni.
Parole chiave
Conduttività termina, materiali stratificati, accoppiamento elettrone-fonone, non adiabatico, materiali termoelettrici
