磷烯纳米带作为热电应用的潜力候选者
介观与纳米尺度物理
2015-02-24 v4
摘要
本文利用密度泛函理论研究了具有不同宽度和边缘构型的磷烯纳米带的电子性质。研究发现扶手椅型磷烯纳米带表现为半导体，而锯齿型纳米带表现为金属。扶手椅型纳米带的带隙随带宽增加而单调减小。通过用氢钝化边缘磷原子，锯齿型系列也转变为半导体，而扶手椅型系列表现出比其原始对应物更大的带隙。随后利用玻尔兹曼理论和弛豫时间近似研究了这些磷烯纳米带的电子输运性质。我们发现所有半导体纳米带均表现出非常大的塞贝克系数，且可通过边缘氢钝化进一步增强。以宽度 N=7 的扶手椅型纳米带为例，借助声子玻尔兹曼输运方程计算了晶格热导率。由于塞贝克系数显著增强且热导率降低，磷烯纳米带在室温下表现出高达 4.0 的优值（ZT 值），表明其在热电应用方面具有吸引力。
引用
@article{arxiv.1405.3348,
title = {Phosphorene nanoribbon as a promising candidate for thermoelectric applications},
author = {J. Zhang and H. J. Liu and L. Cheng and J. Wei and J. H. Liang and D. D. Fan and J. Shi and X. F. Tang and Q. J. Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1405.3348},
year = {2015}
}