石墨纳米纤维的高热电性能
介观与纳米尺度物理
2017-09-15 v1
摘要
石墨纳米纤维 (GNFs) 已被证明是电子器件中氢存储和热管理的有前景材料。在此，通过第一性原理和输运模拟，我们表明 GNFs 也可以成为优异的热电材料，这归功于层间弱的范德华相互作用，该作用诱导了低热导率以及在电子透射中产生带有迷你能隙的阶梯状形状，这些都是实现高热电性能的必要因素。本研究揭示，GNFs 的片状形式（其中石墨层垂直于纤维轴）可表现出卓越的热电性能，直径为 0.5 nm 的纤维其优值 ZT 可达 3.55，直径为 1.1 nm 的纤维可达 1.1。有趣的是，通过引入 14C 同位素掺杂，ZT 甚至可增强至 5 以上；若考虑有限声子平均自由程的影响，ZT 可超过 8，这展示了 GNFs 惊人的热电潜力。
引用
@article{arxiv.1709.04515,
title = {High thermoelectric performance of graphite nanofibers},
author = {Van-Truong Tran and Jérôme Saint-Martin and Philippe Dollfus and Sebastian Volz},
journal= {arXiv preprint arXiv:1709.04515},
year = {2017}
}
备注
25 pages, 6 figures