journal article·2023-01

Iron‐based Semiconducting Half‐Heusler Alloys for Thermoelectric Applications

Nagendra S. Chauhan, Yuzuru Miyazaki

ChemNanoMat· Volume 9· Issue 1
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Abstract

Abstract Iron‐based half‐Heusler alloys constitute an emerging class of semiconducting intermetallics for scalable and efficient thermoelectric conversion, owing to their remarkably high‐power factor, abundance, and low cost. This review encompasses the recent advances in materials synthesis and evolving aspects of optimization pathways in pre‐existing Fe‐based half‐Heusler compositions for attaining a higher thermoelectric figure of merit (zT). The experimental outcomes and theoretical predictions were analyzed and compared using a parametric framework to understand the underlying electronic transport responsible for high power factors exhibited by most of these alloys distinctively. Alongside, effective microstructural approaches were reviewed for which favorable reduction in intrinsically high lattice thermal conductivity (κL) was attained. The electronic structures of MFeSb (M=V, Nb, and Ta) half‐Heuslers is also analyzed using density functional theory‐based calculations to understand the origin of favorable conduction and electrical transport properties. Finally, processing‐structural‐property correlations are discussed to highlight the relevance of structural ordering, phase transformation, and defects on transport properties, for developing effective strategies and material design in Fe‐based half‐Heuslers for their development in thermoelectrics.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Advanced Thermoelectric Materials and Devices · Heusler alloys: electronic and magnetic properties · Semiconductor materials and interfaces

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Department of Applied Physics Graduate School of Engineering Tohoku University Sendai Miyagi, 980-8579 Japan

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