经典拓扑绝缘体纳米线的热电性能
材料科学
2015-06-19 v3
摘要
目前，人们正投入大量精力开发基于拓扑绝缘体硫族化合物材料的高效热电纳米线。这些工作的一个关键前提是假设这些材料在块体形式下表现出的良好热电性能，会转化为相同材料在纳米线形式下同样好甚至更好的热电性能。在此，我们计算了基于 Bi2Te3、Sb2Te3 和 Bi2Se3 的拓扑绝缘体纳米线作为直径和费米能级函数的热电性能。我们表明，拓扑绝缘体纳米线的热电性能并非以直接的方式源自块体材料的性质。对于所有研究的系统，当直径减小到亚 10 um 范围时，表面态与体通道之间的竞争会导致热电输运系数发生显著改变。关键方面在于表面态和体态在不同的费米能级下优化或具有不同的极性，以及纳米线的高表面积体积比。这限制了拓扑绝缘体纳米线的最大热电性能，从而限制了其在高效热电器件中的应用。
引用
@article{arxiv.1405.1592,
title = {Thermoelectric performance of classical topological insulator nanowires},
author = {Johannes Gooth and Jan Goeran Gluschke and Robert Zierold and Martin Leijnse and Heiner Linke and Kornelius Nielsch},
journal= {arXiv preprint arXiv:1405.1592},
year = {2015}
}