新型薄膜材料热电性质的研究

发布时间：2023-03-29 00:19

　　近年来,随着低维薄膜材料的发展与制备,并且由于其优异的物理性质,例如:石墨烯超高的电子迁移率,过渡金属硫化物、硼稀和黑磷等具有天然带隙的半导体,使之成为了人们研究的重点内容。伴随人类对新能源、环保材料、热电器件的需求日益增多,因此通过理论计算来探究如何提高这些薄膜材料的热电性质,为这些新型低维材料的热电性质在日常生活、工业应用、电子器件的应用提供良好的指导就显的非常有必要。由于对热能转换的需求,人们从来没有停止过对高品质因子(ZT)热电材料的寻找。有电子带隙的单层的过渡金属硫化物(TMD)MX2(其中M是过渡金属,X是硫族元素)被研究者关注。这里,我们利用非平衡格林函数方法结合第一性原理以及分子动力学方法研究了杂化的扶手型过渡金属硫化物的热电输运性质。我们发现在温度800K时,杂化的MoS2/MoSe2有高达7.4的ZT值。除此之外,通过替换X元素的界面比替换M元素的界面能够更有效的调节材料的ZT。因为杂化结构中高的ZT值来源于界面散射:杂化界面直接的降低了热导但是却没有引起电导的很大降低。同时,为了进一步探究新型薄膜材料的热电性质。我们研究了stanene以及他衍生物的热电性质。主要...

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 热电效应基本理论以及应用
        1.2.1 三大热电效应
        1.2.2 热电效应的热力学过程
        1.2.3 热电材料的应用
    1.3 热电材料参数最优化调控
        1.3.1 单一增大Seebeck系数或电导率
        1.3.2 单一降低晶格或电子贡献的热导
        1.3.3 同时调控热学和电学性质
    1.4 热电材料的发展以及研究
        1.4.1 热电材料的寻找
        1.4.2 低维薄膜热电材料的研究
    1.5 本文的主要研究内容
第二章 理论方法
    2.1 朗道公式
        2.1.1 电子的朗道近似
        2.1.2 声子的朗道近似
    2.2 非平衡格递归林函数方法
    2.3 玻尔兹曼输运理论
第三章 杂化过渡金属硫化物的热电输运
    3.1 引言
    3.2 模型和方法
    3.3 结果讨论
    3.4 本章小结
第四章 SOC效应对单层锡烯薄膜及其衍生物热电性能的影响
    4.1 引言
    4.2 模型与方法
    4.3 结果与讨论
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
致谢
附录A ZT值及势函数参数
附录B 攻读硕士学位期间发表的学术论文



本文编号：3773592