纳米多孔纳米晶硅热电性能的建模
材料科学
2019-09-16 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
通过纳米结构化将来自多重缺陷的层级无序引入材料，是实现极低热导率从而提升热电性能最有前景的方向之一。纳米结构化的成功依赖于载流子具有比声子更短的平均自由程，从而可有选择地散射后者。然而，向材料中引入无序往往以散射载流子与声子为代价。为确定由此导致的晶格热导率退化与功率因子退化之间的权衡，我们对纳米晶、纳米多孔硅几何结构中的声子与电子输运进行了理论研究。我们采用分子动力学计算声子输运，采用非平衡格林函数方法计算电子输运。我们报道了孔隙率（孔隙数量及其间距）对材料优化中整体热电性能的工程设计权衡。我们确实发现，在本文所考虑的低孔隙率（最高 5%）下，热导率的降低强于功率因子的降低，且 ZT 热电优值可经历大幅提升，尤其在包含晶界时相较于仅纳米多孔性更为显著。
引用
@article{arxiv.1909.06234,
title = {Modelling thermoelectric performance in nanoporous nanocrystalline silicon},
author = {Laura de Sousa Oliveira and Vassilios Vargiamidis and Neophytos Neophytou},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.06234},
year = {2019}
}