Anomalous Glassy Thermal Conductivity in a Perovskite Bismuthate Induced by Structural Dynamic Instability

Autor(es)

Henriques, Alexandre ; Lima, Mariana S. L. ; Nilsen, Goran J. ; Gutmann, Matthias J. ; Wirth, Steffen ; Brito, Walber H. ; Martelli, Valentina

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: ADVANCED SCIENCE; v. N/A, p. 10-pg., 2025-06-04.

Resumo

Unraveling the underlying mechanisms at the origin of ultra-low thermal conductivity in pristine crystals is of central relevance to designing new functional materials. Here, a study of thermal conductivity kappa(T) in an extended temperature range (1.5-400 K) is reported in the single-crystalline bismuthate perovskite BaBiO3. The measured kappa(T) shows an anomalous glass-like behavior with a approximate to T-2 dependence at low temperatures and a plateau in a wide temperature range from about 20 to 260 K, surprisingly recovering the expected downturn for a crystal only for T > 300 K. The measured room temperature kappa approximate to 1.6 W m(-1) K-1 agrees with the calculated value, including three-phonon and isotope disorder scattering. However, the departure of the experimental from the calculated kappa(T) for T < 300 K, at the onset of the plateau, indicates that an additional scattering mechanism comes into play at lower temperatures. It is proposed that a tunneling two-level system associated with the BiO6 octahedra rotation offers an additional phonon scattering mechanism and may explain the observed kappa(T) suppression. The findings may have significant implications for the pairing mechanism and unconventional superconductivity of doped-BaBiO3 aside from suggesting it as a candidate building block for functional heterostructures. (AU)

• Processo FAPESP: 21/00989-9 - Estudo de transporte térmico em óxidos complexos de baixa dimensionalidade
• Beneficiário: Alexandre Henriques da Silva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Processo FAPESP: 24/00177-2 - Termoeletricidade em isolantes topológicos cristalinos: de bulk para filmes finos
• Beneficiário: Mariana Saraiva Leão Lima
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 22/01742-0 - Estudo de transporte térmico em óxidos complexos de baixa dimensionalidade
• Beneficiário: Alexandre Henriques da Silva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 22/14202-3 - Novos estados de materia quântica sob condições extremas
• Beneficiário: Julio Antonio Larrea Jimenez
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 18/19420-3 - Termoeletricidade e transporte térmico em materiais topológicos
• Beneficiário: Valentina Martelli
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 18/08845-3 - Um estudo de estados quânticos topológicos e exóticos sob condições extremas
• Beneficiário: Julio Antonio Larrea Jimenez
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 19/17874-0 - EMU concedido no Proc. 2013/08293-7, KAHUNA upgrade - HPE Apollo Gen10 Supercomputer
• Beneficiário: Munir Salomao Skaf
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários
• Processo FAPESP: 24/16100-9 - Qual é a condição mínima para um fônon se acoplar a um campo magnético e desviar sua trajetória?
• Beneficiário: Valentina Martelli
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular