单层 $\mathrm{PtSe_2}$ 中双轴应变调控的热电性质

应变工程是调控材料电子、光学、拓扑和热电性质的一种非常有效的方法。本文中，我们系统地研究了单层 $\mathrm{PtSe_2}$ 电子结构和热电性质（电子和声子部分）的双轴应变依赖关系，其中电子部分采用广义梯度近似（GGA）加自旋轨道耦合（SOC），声子部分采用 GGA。计算结果表明，压应变或拉应变可以诱导导带底（CBM）或价带顶（VBM）转变，这对塞贝克系数产生重要影响。研究发现，在 CBM 或 VBM 转变的临界应变下，压应变或拉应变可诱导显著增强的 n 型或 p 型塞贝克系数，这可以通过应变诱导的能带收敛来解释。另一个重要的应变效应是拉应变可以显著降低晶格热导率，在 -4.02% 的应变下，室温晶格热导率相比无应变情况可降低约 60%，这非常有利于获得高 $ZT$。为了评估热电转换效率，可以通过经验散射时间 $\tau$ 得到品质因子 $ZT$。计算的 $ZT$ 值表明，应变确实是实现热电性质增强的一种非常有效的策略，特别是对于 p 型掺杂。用应变调控热电性质也可以应用于其他半导体过渡金属二硫族化物单层 $\mathrm{MX_2}$（M=Zr, Hf, Mo, W 和 Pt；X=S, Se 和 Te）。