二维半导体黑磷的热电输运性质的研究

发布时间：2021-05-09 23:06

　　本文首先介绍了表征热电性质的一些物理量,包括电阻率、塞贝克系数、热电功率因子、热导率、能斯特系数等,以及影响它们的一些因素。通过介绍典型的热电材料（比如和SnSe）的晶体结构,能带结构,以及电学和热学输运性质,可以发现很多典型的热电材料是拓扑材料。这个现象很明显不是一个巧合,拓扑材料和热电材料之间肯定存在某种联系。从结构上看,这两种材料都需要重元素和窄带隙的存在。但是,至今没有一个明确的理论给出他们之间的关系。二维半导体黑磷有着类似石墨烯的层状结构,加压后会经历电子拓扑相变,由能带半导体转变为拓扑半金属,是一个很好的研究热电输运性质和电子拓扑结构关系的材料。本文主要研究了块体黑磷的热输运性质,测量了在较宽温区（2–30020K）和一定磁场范围（0–920T）内的电和热输运性质。其中通过电输运测量得出,在25020K以下显示为空穴载流子为主的传导行为,同时在低温下有很高的迁移率（接近）。通过热输运的测量,我们观测到了层内热导率在2520K时为18020W/mK。对黑磷而言,这是目前报道过的实验数据中的最高值,但还远小于理论计算值,表明除了本征的声子倒逆散射过程（Umklapp20proc... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院物理研究所)北京市

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 热电输运性质介绍
        1.1.1 塞贝克系数
        1.1.2 电导率
        1.1.3 热导率
        1.1.4 热电功率因数
        1.1.5 能斯特效应
    1.2 影响热输运性质的因素
        1.2.1 电子输运
        1.2.2 双极效应
        1.2.3 声子传导
        1.2.4 声子曳引
    1.3 典型的热电材料
        1.3.1 Bi_2Te_3
        1.3.2 SnSe
    1.4 热电材料与拓扑材料的关联性
第2章 黑磷的热电性质研究
    2.1 黑磷的基本介绍
        2.1.1 黑磷的发现与发展
        2.1.2 黑磷基本性质
        2.1.3 黑磷在压力下的拓扑相变
    2.2 黑磷的实验细节
        2.2.1 样品的处理及常压下热电输运测量
        2.2.2 压力下热电输运性质的测量
    2.3 实验数据讨论
        2.3.1 电阻率及霍尔效应
        2.3.2 热导率
        2.3.3 热电势和能斯特效应
        2.3.4 热电功率因数和热电性质应用的讨论
        2.3.5 压力下数据讨论
第3章 总结
参考文献
个人简历及发表文章目录
致谢



本文编号：3178191