【摘 要】
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准一维纳米热电材料是近年来纳米科技领域研究的前沿和热点,吸引了物理、化学、材料等领域的众多科学家的广泛关注。本文旨在通过理论计算,研究准一维铋基纳米管的热电输运性
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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准一维纳米热电材料是近年来纳米科技领域研究的前沿和热点,吸引了物理、化学、材料等领域的众多科学家的广泛关注。本文旨在通过理论计算,研究准一维铋基纳米管的热电输运性质,结合态密度的计算深入探讨纳米管热电性能优值增强的机制,揭示纳米管的厚度、直径、生长方向、载体浓度和温度对热电输运性质的影响。
根据有效质量包络函数理论,研究了铋纳米管的电子子带结构,半金属半导体转变和热电输运性质,提出了铋纳米管热电性能优值增强的机制;讨论了热电输运系数对最佳载体浓度的依赖和材料特征参数对最佳载体浓度的影响。研究发现,铋纳米管的热电性能优值增强主要是由于提高的塞贝克系数和减小的声子热导率;优化后的热电性能优值强烈地依赖铋纳米管的直径、厚度、生长方向和载流子浓度。研究了铋碲纳米管的电子和声子输运性质,探讨了纳米管的几何尺寸、生长方向、载流子浓度和温度对铋碲纳米管热电输运性质的影响。发现尺寸效应使铋碲纳米管的塞贝克系数增加,声子热导率减小,热电性能优值增强,并使最大的塞贝克系数和热电性能优值向高温端移动。载流子浓度和温度对纳米管的热电性能优值具有很大的影响,优化的载流子浓度和合理的使用温度使得塞贝克系数和热电性能优值增强,反之,则相反。研究同时发现,载流子浓度的增加使最大的塞贝克系数和热电性能优值向高温端移动。
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