ABaX 相较于 Bi$_2$Te$_3$ 的优异热电性能
材料科学
2022-05-10 v1
摘要
热电材料可直接利用热量发电，因此被视为环保能源。除少数块体材料（BiTe 及其合金）外，低温下的热电效率小得 impractical。在此，我通过第一性原理方法预测了两种新的热电材料 LiBaSb 和 NaBaBi，它们在低中温下具有优异的输运性质。NaBaBi 在费米能级附近相对较低的态密度、高度非抛物带以及几乎两倍更宽的带隙，导致其在 300K 下的各向异性功率因子几乎比 Bi2Te3 高两倍。另一方面，NaBaBi 几乎相似的声子态密度和非谐性导致几乎相同的晶格热导率（但在 LiBaSb 中则高得多）。这些效应使其成为一种优越的热电材料，预测在 300 K 下对 n 型和 p 型载流子交叉面（面内）ZT 约 2（约 1），在 350K 下更高（p 型约 2.5）。另一方面，NaBaBi 的各向同性最大 ZT 在 350K 下对 n 型和 p 型载流子分别约为 1.2 和 1.6。然而，LiBaSb 由于相对较宽的带隙和较高的晶格热导率，较不适合低温热电应用。
引用
@article{arxiv.2009.08938,
title = {Extraordinary thermoelectric performance of ABaX compared to Bi$_2$Te$_3$},
author = {Enamul Haque},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.08938},
year = {2022}
}