Исследование теплопроводности Cu$_{2}$Se с учетом влияния подвижных ионов меди

Исследована температурная зависимость теплопроводности наноструктурированных образцов селенида меди, полученных методом механохимического синтеза из исходных чистых компонентов в планетарной шаровой мельнице с последующим искровым плазменным спеканием. Измерение теплопроводности наноструктурированных образцов проводилось в диапазоне температур 410–860 K. При 410–780 K теплопроводность решетки $\kappa_{\operatorname{ph}}$ слабо изменяется в диапазоне 0.35–0.37 W/(m $\cdot$ K). При более высокой температуре $T>$ 780 K $\kappa_{\operatorname{ph}}$ снижается до 0.19 W/(m $\cdot$ K). Для анализа влияния подвижных ионов меди на теплопроводность решетки проведены расчеты методом молекулярной динамики с использованием классического межатомного потенциала, полученного из ab initio расчетов для кубической модификации $\beta$-Cu$_{2}$Se. Результаты моделирования демонстрируют высокую подвижность ионов меди, а расчетная температурная зависимость решеточной теплопроводности согласуется с экспериментом до 780 K. При температуре выше 780 K наблюдается отклонение $\kappa_{\operatorname{ph}}$ от результатов расчета, которое особенно сильно выражено в наноструктурированном материале. В результате при максимальной температуре измерения решеточная теплопроводность снижается до уровня $\sim$0.19 W/(m $\cdot$ K), что согласуется с литературными данными для наноструктурированных образов Cu$_{2}$Se, полученных различными методами.