SnSe热电性能的解释和压力调控

来源 :中国物理学会2016年秋季会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kar123
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  在热电材料广泛商业化的进程中,如何大力地提高热电材料的热电转换效率(或ZT值)是一个重要的问题.SnSe含有地球含量丰富及环境友好的元素,它的晶体结构具有简单的层状结构.此化合物已被证明具有高ZT值(2.6),究其原因是由于其本征超低的热导率所造成的.使用第一性原理的Deybe-Callaway方法,我们模拟了SnSe的晶格热导率,其结果和实验观测比较吻合.[1]使用晶体结构我们定性描述了超低晶格热导率的成因.为了定量的解释,我们接下来探讨了材料的力学性能对于这种超低的晶格热导率的作用,并且建立了材料的声速、力学性能和体系的非简谐效应之间的简单关系.虽然SnSe的ZT值很高,但是只产生在高温区(~900K).这就影响了此材料的广泛应用,比如在低温区的使用.通过对材料进行加压的方式,我们调控了SnSe的能带结构和声子结构.压力下调控的能带结构极大地影响了材料的电输运性质,使得材料的功率因子得到了极大的提高,因此提升了材料在低温区的热电性能[2].
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