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关于热电势的皮萨连科公式

材料科学 2025-12-16 v3 物理教育

摘要

热电势 α\alpha(也称为塞贝克系数)是理解热电材料中载流子输运的最基本材料特性之一。在此,我们重新审视了传统上被认为仅对非简并半导体有效的皮萨连科公式。我们证明,无论主导的散射机制如何,皮萨连科公式都能足够准确地描述超出非简并极限的热电势 α\alpha 与载流子浓度 nn 之间的关系。此外,皮萨连科公式提供了一个简单的热电势-电导率关系,α=±kBe(blnσ)\alpha = \pm \frac{k_{\mathrm{B}}}{e} (b - \ln \sigma),对于 α>90\alpha > 90 μ\muV K1^{-1} 且声学声子散射占主导的材料有效。这为在霍尔测量困难或无法进行时分析电子输运提供了一种替代方法。此外,我们还展示了如何利用皮萨连科公式,从单个(不一定经过优化的)样品在任意给定温度下的加权迁移率来估算热电材料的最大功率因子。

关键词

引用

@article{arxiv.2502.03837,
  title  = {Pisarenko's Formula for the Thermopower},
  author = {Andrei Novitskii and Takao Mori},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2502.03837},
  year   = {2025}
}