通过硅的离子束图案化实现热电声子玻璃电子晶体
材料科学
2018-05-09 v1
摘要
离子束辐照最近已成为一种功能材料设计的通用方法。我们在这项工作中展示，通过离子束辐照硅产生的图案化缺陷区域可以创造出热电领域长期追求的目标——声子玻璃电子晶体（PGEC）。通过控制缺陷区域的有效直径和间距，分子动力学模拟表明热导率可降低约20倍。玻尔兹曼理论表明，热电功率因子在受损材料中基本保持不变。为便于玻尔兹曼理论的应用，我们基于分波分析推导了一个针对圆柱形缺陷区域的电子散射解析模型。综合预测，对于这些硅超材料的最优图案化几何结构，室温下的热电优值ZT可达约0.5或更高。这些发现表明，在晶体材料中对图案化缺陷区域进行纳米结构化是实现PGEC的可行途径，而离子束辐照可能是一种有前景的制造策略。
引用
@article{arxiv.1710.03375,
title = {Thermoelectric phonon glass electron crystal via ion beam patterning of silicon},
author = {Taishan Zhu and Krishnan Swaminathan-Gopalan and Kelly Stephani and Elif Ertekin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.03375},
year = {2018}
}
备注
21 pages, 4 figures