基于实验 Seebeck 系数估算非抛物带 Lorenz 数的简化方法

降低晶格热导率 ($\kappa_L$) 是提高热电性能最有效的方法之一。然而，如果 Lorenz 数 ($L$) 估计不正确，从总measured 热导率中提取 $\kappa_L$ 可能会导致误导。$\kappa_L$ 通过韦伯曼-弗兰斯定律获得，该定律估计电子热导率 $\kappa_e$ = $L$$\sigma$T，其中 $\sigma$ 和 T 为电导率和温度。随后 $\kappa_L$ 估计为 $\kappa_L$ = $\kappa_T$ - $L$$\sigma$T。对于金属体系，Lorenz 数在退化极限下具有普遍值 $2.44 \times 10^{-8}$ W$\Omega$K$^{-2}$，但对于非退化半导体，对于声学声子散射（这是室温以上最常见的散射机制）的值可以显著偏离。迄今为止，$L$ 通过求解源自玻尔兹曼输运方程的一系列方程来估计。对于单抛物带 (SPB)，提出了一个可直接从实验 Seebeck 系数估算 $L$ 的方程。然而，使用 SPB 模型会在低带隙半导体中导致 $L$ 过高，这有时会导致 $\kappa_L$ 低估，甚至为负。本文提出了一个更简单的方法，用于估算非抛物带的 $L$。实验 Seebeck 系数、带隙 ($E_g$) 和温度 ($T$) 是本方程的主要输入，几乎消除了需要求解多个费米积分的需求，并给出准确的 $L$ 值。