交叉石墨烯/hBN 复合材料中的柔性热电效应

纳米结构由于量子力学效应占主导而表现出独特的性质。此外，纳米结构的几何形状对其物理性质也有强烈影响。利用紧束缚 (TB) 和力常数 (FC) 方法，并借助非平衡格林函数 (NEGF) 方法，研究了两种情况下十字形 (X 形) 复合异质结构的输运和热电性质：混合石墨烯和 h-BN (HETX-CBN) 以及全石墨烯 (HETX-C) 十字形结构。数值结果表明，X 形结构有助于调控其电子和声子性质。通过改变一个臂的宽度，输运能隙可在约 0.8 eV 范围内调节。由于 HETX-CBN 的电子电导急剧下降且声子热导占主导地位，尽管塞贝克系数 S 值较高 (meV 量级)，其热电优值 ZT 性能仍有所下降。然而，HETX-C 由于具有更好的电子电导和更低的声子/电子热导比，表现出更优的 ZT 性能，与锯齿形石墨烯纳米带相比，其 ZT 值可提升约 2.5 倍。通过控制器件臂的尺寸和原子类型，可以调控该系统的热电性质。