单层NiCl 3 薄膜热电性能基于第一性原理的输运研究

发布时间：2021-10-31 14:26

　　高性能热电材料是热电学的核心,它是直接将热能转化为电能的最简单的技术。热电技术为解决全球面临的环境和能源问题提供了一个新途径。热电装置可以直接将太阳、放射性同位素、汽车、工业部门甚至人体散发的热量转化为电能。电力也可以驱动热电设备作为分布式制冷的固态热泵。热电设备无活动部件,可微型化,运行安静,不排放温室气体。热电设备可以通过与其他能量转换技术协同工作来释放全部潜力。衡量热电材料性能的参量包括反映热电转换能力的功率因子（PF）和表征热电转换效率的热电优值（ZT）。高效率热电器件要求材料具有较大的热电优值,具体表现为高功率因子和低热导率。因此,研发高性能热电材料的关键在于提高材料的热电优值。本文基于密度泛函理论和玻尔兹曼输运理论,对单层NiCl₃薄膜进行第一性原理计算,研究其基本热电性质。计算内容包括单层NiCl₃薄膜的几何结构,电子结构,电子输运性质和声子输运性质。计算结果表明,单层NiCl₃薄膜晶体属于二维六角晶系,晶格常数为5.96?,Ni原子与Cl原子键长为2.30?。声子谱的分析证明,单层NiCl₃

【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 热电效应简介
        1.1.1 Seebeck效应
        1.1.2 Peltier效应
        1.1.3 Thomson效应
    1.2 热电转换效率
    1.3 热电性能优化
    1.4 热电材料的研究进展
    1.5 本文的研究工作
第2章 计算理论简介
    2.1 多电子体系波函数
        2.1.1 绝热近似
        2.1.2 Hartree-Fock近似
    2.2 密度泛函理论(DFT)
        2.2.1 Thomas-Fermi定理
        2.2.2 Hobenberg-Kohn定理
        2.2.3 Kohn-Sham方程
    2.3 常用交换关联泛函
        2.3.1 局域密度近似(LDA)
        2.3.2 广义梯度近似(GGA)
    2.4 玻尔兹曼理论与热电参数
        2.4.1 定态玻尔兹曼方程
        2.4.2 热电参数的计算
第3章 单层NiCl_3薄膜热电性能的计算研究
    3.1 计算方法和过程
    3.2 研究结果和讨论
        3.2.1 几何结构
        3.2.2 电子性质
        3.2.3 电学参量计算
        3.2.4 热电性质
    3.3 小结
第4章 总结与展望
参考文献
致谢
硕士期间发表论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]Eco-friendly high-performance silicide thermoelectric materials[J]. Wei Liu,Kang Yin,Qingjie Zhang,Ctirad Uher,Xinfeng Tang.  National Science Review. 2017(04)



本文编号：3468299