第一性原理研究潜在二维热电材料 ATeI (A=Sb 和 Bi) 单层
材料科学
2017-10-25 v1
摘要
大量二维材料已在理论上被预言并进一步在实验中得到证实，它们在纳米电子、光电子和热电器件中具有广泛应用。本文基于半经典玻尔兹曼输运理论，系统研究了 ATeI (A=Sb 和 Bi) 单层的热电性质。研究发现，自旋轨道耦合对 p 型掺杂的电子输运系数有重要影响，但对 n 型掺杂的影响可忽略。室温面热导率 SbTeI 为 14.2 ，BiTeI 为 12.6 ，低于大多数已知二维材料（如过渡金属二硫族化物、IV-VI 族、VA 族和 IV 族单层）的热导率。通过分析群速度和声子寿命，ATeI (A=Sb 和 Bi) 单层极低的面热导率主要源于较小的群速度。研究发现高频光学支对总热导率贡献显著，这与通常认为光学支贡献很小的图像明显不同。根据累积晶格热导率随声子平均自由程的变化，通过纳米结构进一步降低晶格热导率较为困难。最后，计算了 ATeI (A=Sb 和 Bi) 单层可能的热电优值 。发现 p 型掺杂比 n 型掺杂具有更优异的热电性能，室温下 SbTeI 的峰值 可达 1.11，BiTeI 为 0.87。这些结果使我们相信 ATeI (A=Sb 和 Bi) 单层可能是潜在的二维热电材料，并能推动进一步的实验工作来合成这些单层。
引用
@article{arxiv.1703.06406,
title = {Potential 2D thermoelectric materials ATeI (A=Sb and Bi) monolayers from a first-principles study},
author = {San-Dong Guo and Ai-Xia Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.06406},
year = {2017}
}
备注
8 pages, 11 figures. arXiv admin note: text overlap with arXiv:1701.08944