一种实际谐振隧穿二极管热电器的功率与效率分析
介观与纳米尺度物理
2014-07-14 v2
摘要
具有尖锐态密度特征的 low-dimensional 系统已被提出作为提高热电设备效率的一种手段。然而，能提供最尖锐态密度的量子点系统存在功率输出低的问题，而体材料（三维）热电材料虽然显示出高功率输出，但效率非常低。在此，我们分析了一种谐振隧穿二极管结构的使用，该结构结合了两方面的优点，即由于限域效应导致的态密度畸变与有限带宽有助于提高效率，而大量承载电流的横模则增强了总功率输出。我们证明，由于这些横向动量态在 kT/2 的有限带宽下的贡献，该器件可以在约 40% 的卡诺效率下实现高功率输出（~0.3 MW/m^2）。然后，我们对电荷和热输运的物理过程进行了详细分析，并深入探讨了降低效率的寄生电流。最后，将谐振隧穿二极管与具有可比带宽的量子点器件进行比较，结果表明，要达到类似的性能，需要约 10^12/cm^2 的超高面密度量子点。
引用
@article{arxiv.1403.0694,
title = {Power and efficiency analysis of a realistic resonant tunneling diode thermoelectric},
author = {Akshay Agarwal and Bhaskaran Muralidharan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1403.0694},
year = {2014}
}
备注
5 pages, 5 figures, to be published in Appl. Phys. Lett