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热电能量转换一直是科学和技术领域所关注的课题,它对于缓解世界能源危机、理解电子输运信息有着非常重要的意义。然而,由于传统体材料的热电参数满足Wiedemann-Franz定律和Mott关系,所以近半个世纪以来,其热电转化效率一直很低,这严重影响了热电材料在工业中的应用。随着纳米技术的快速发展,人们在纳米结构材料中获得了较高的热电品质因子,随后在分子异质结的研究中也得到了ZT1的高品质因子,从此单分子器件进入人们的视野。最近,由于单分子磁体具有大自旋和磁各向异性等特性,它的热电特性也开始受到广大科研工作者的关注,单分子磁体的热电效应成为了量子输运里的一个热点课题,本文在上述背景下研究了各向同性单分子磁体的热电效应,得到了比传统体材料更高的热电转换效率,具体内容如下: 第一章主要介绍了单分子磁体在实验和理论方面的量子输运研究以及热电效应;第二章介绍了非平衡格林函数方法、Lengreth定理以及运动方程,给出了两种截断近似方法,并以量子点模型为例给出了电流、热流的基本公式。第三章运用基于哈伯德算符的非平衡格林函数方法,研究了各向同性单分子磁体耦合到两个金属电极上的热电效应。非平衡格林函数方法计算大自旋算符系统格林函数的关键是,我们用哈伯德算符表示大自旋算符,从而把格林函数表示为哈伯德算符格林函数,解决了包含自旋算符的格林函数运动方程求解时遇到的困难。结果发现在线性响应区域内,当库仑相互作用为无穷大时,单占据态提供有效输运通道,在低温条件下,成键态能级附近的热电势和热电品质因子的值比较大,并且这个值会随着耦合强度的降低而显著增强;当库仑相互作用为有限值时,有效输运通道变成四个,热电系数的频谱被分成两组,当耦合强度很小时,相应于双占据输运通道的热电势和热电品质因子的值也远大于1。此外,还给出了ZT系数的优化参数区域范围,可供设计分子热电器件工作点参考。这些结果对于理解热电现象与量子隧穿的关系以及单分子热电器件的设计和应用是非常有用的。