In the present work we explain the concentration dependence of the martensite start temperature (MS) in Ni–Ti-based shape memory alloys (SMAs). We briefly review the present level of understanding and show that there is a need for further work. We then investigate the strong dependence of MS on alloy composition in binary Ni–Ti, ternary Ni–Ti–X (X = Cr, Cu, Hf, Pd, V, Zr) and quaternary Ni–Ti–Cu–Y (Y = Co, Pd) SMAs. For binary Ni–Ti, we combine differential scanning calorimetry experiments with insight gained through the application of the density functional theory (DFT) to show that heats of transformation ΔH decrease as Ni concentrations increase from 50.0 to 51.2 at.%. This causes a shift in the Gibbs free energy curves of austenite GA(T) and martensite GM(T), which in turn results in a lower MS temperature. Our DFT results suggest that the strong decrease of ΔH is caused by a stabilization of the B2 phase by structural relaxations around Ni antisite atoms, together with a gradual destabilization of B19′. The martensite start temperatures and the latent heats of transformation for binary, ternary and quaternary Ni–Ti-based SMAs are closely related. We observe smaller latent heats when the geometrical differences between the crystal structures of austenite and martensite decrease.

Copper sulfides and copper selenides have recently been reported as new and promising low‐cost and environmentally friendly thermoelectric materials. Here, it is shown that these materials have actually been studied for more than 190 years and the absence of commercial thermoelectric modules based on them stems from some major intrinsic issues related to these chalcogenides. Further development of these semiconductors will require addressing and solving these problems before large scale utilization can be considered.

Due to their versatile composition and customizable properties, A2BC Heusler alloys have found applications in magnetic refrigeration, magnetic shape memory effects, permanent magnets, and spintronic devices. The discovery of all-d-metal Heusler alloys with improved mechanical properties compared to those containing main group elements presents an opportunity to engineer Heusler alloys for energy-related applications. Using high-throughput density-functional theory calculations, we screened magnetic all-d-metal Heusler compounds and identified 686 (meta)stable compounds. Our detailed analysis revealed that the inverse Heusler structure is preferred when the electronegativity difference between the A and B/C atoms is small, contrary to conventional Heusler alloys. Additionally, our calculations of Pugh ratios and Cauchy pressures demonstrated that ductile and metallic bonding are widespread in all-d-metal Heuslers, supporting their enhanced mechanical behavior. We identified 49 compounds with a double-well energy surface based on Bain path calculations and magnetic ground states, indicating their potential as candidates for magnetocaloric and shape memory applications. Furthermore, by calculating the free energies, we propose that 11 compounds exhibit structural phase transitions and suggest isostructural substitutions to enhance the magnetocaloric effect.