热电材料Mg3Bi2-xSbx 中的非平庸声子

背景：热电材料可将废热转化为电能，其中Mg3Bi2-xSbx因优异的电子输运性能和超低晶格热导率成为中温区热点，但其低热导率的微观机制尚不明确。研究目的：本研究旨在通过实验和计算相结合的方法，揭示Mg3Bi2-xSbx单晶中非平庸声子模式的来源，解释其本征低热导率的成因。结论：研究首次在该体系中同时发现两类异常声子现象——拓扑声子交叉（受对称性保护，类似狄拉克点）和声学-光学能带反交叉（导致声子软化，抑制热传导）。通过非弹性中子散射实验和第一性原理计算，直接观测到这些现象，证实了合金化声子态密度展宽和温度依赖性软化，为理解该体系超低热导率提供了微观层面解释，并为拓扑声子物理实验研究开辟了新方向。