单层BiSbTeSe2热电性能的第一性原理研究

O469; 本文利用第一性原理计算并结合玻尔兹曼输运方程,预测了一种热电性能优良的新型Bi2Te3 基材料,即单层BiSbTeSe2.通过系统计算单层BiSbTeSe2的电子能带结构和热电输运性质,发现单层BiSbTeSe2 在 300 K时的塞贝克系数达到最高值(522 μV·K-1),在500 K时功率因子与弛豫时间的比值最大为5.78 W·m-1·K-2·s-1.除此之外,单层BiSbTeSe2还具有较低的晶格热导率和较高的迁移率.在最佳p型掺杂下,单层BiSbTeSe2 在500 K时的热电优值ZT高达3.95.单层BiSbTeSe2的优良性能表明其在300～500 K的中温热电器件领...

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Published in人工晶体学报 Vol. 52; no. 10; pp. 1780 - 1786
Main Authors 张倩, 毕亚军, 李佳
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 河北工业大学理学院,天津 300401%北华航天工业学院电子与控制工程学院,廊坊 065000 2023
Subjects
Bi2Te3基材料
thermoelectric transport
电子结构
thermoelectric figure of merit
第一性原理
层状材料
electronic structure
热电输运
Bi2Te3-based material
热电优值
first-principle
layered material
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ISSN1000-985X
DOI10.3969/j.issn.1000-985X.2023.10.006

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Summary:O469; 本文利用第一性原理计算并结合玻尔兹曼输运方程,预测了一种热电性能优良的新型Bi2Te3 基材料,即单层BiSbTeSe2.通过系统计算单层BiSbTeSe2的电子能带结构和热电输运性质,发现单层BiSbTeSe2 在 300 K时的塞贝克系数达到最高值(522 μV·K-1),在500 K时功率因子与弛豫时间的比值最大为5.78 W·m-1·K-2·s-1.除此之外,单层BiSbTeSe2还具有较低的晶格热导率和较高的迁移率.在最佳p型掺杂下,单层BiSbTeSe2 在500 K时的热电优值ZT高达3.95.单层BiSbTeSe2的优良性能表明其在300～500 K的中温热电器件领域具有潜在的应用价值,可以为进一步开发高性能Bi2 Te3基热电材料提供设计依据.
ISSN:1000-985X
DOI:10.3969/j.issn.1000-985X.2023.10.006