设计具有高热电性能的类石墨烯/六方氮化硼超晶格单层
材料科学
2019-05-31 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
我们设计了一种杂化石墨烯/六方氮化硼超晶格单层，并利用密度泛函理论和玻尔兹曼输运方程研究其热电性质，其中弛豫时间通过电子-声子耦合计算精确处理。与原始石墨烯相比，由于混合键特性引起的三声子散射过程增强，超晶格结构的晶格热导率降低了两个数量级以上。此外，费米能级附近轻带与重带共存导致沿锯齿方向具有超高功率因子，其中 n 型体系在 1100 K 时最高可实现约 2.5 的 ZT 值。而且，注意到价带最小值附近的载流子输运几乎完全由超晶格的石墨烯部分贡献。因此，通过用磷适当替代氮原子，可以抑制晶格热导率但对空穴输运几乎无影响，从而将 p 型体系的热电性能增强至与 n 型体系相当。
引用
@article{arxiv.1905.12992,
title = {Designing graphene/hexagonal boron nitride superlattice monolayer with high thermoelectric performance},
author = {Zizhen Zhou and Huijun Liu and Dengdong Fan and Guohua Cao},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.12992},
year = {2019}
}