热电纳米结中的能量转换效率

利用第一性原理方法，本研究调查了纳米结中的能量转换效率，由热电优值$ZT$描述。我们获得了$ZT$对温度和长度依赖性的定性和定量描述。观察到一个特征温度：$T_{0}= \sqrt{\beta/\gamma(l)}$。当$T\ll T_{0}$时，$ZT\propto T^{2}$。当$T\gg T_{0}$时，$ZT$趋于饱和值。金属原子链的$ZT$对线长的依赖性与绝缘分子相反：对于铝原子（导电）线，$ZT$的饱和值随长度增加而增加；而对于烷硫醇（绝缘）链，$ZT$的饱和值随长度增加而减小。通过选择低弹性桥接材料或在纳米结中创建不良热接触，也可以增强$ZT$。本研究的结果可能对试图提高纳米热电器件能量转换效率的研究具有参考价值。