连接金属电极的半导体量子点链的热电性质

本文在库仑阻塞区理论研究了连接金属电极的半导体量子点链（SQDC）的热电性质。采用扩展 Hubbard 模型模拟由 $N=2,3,4$ 和 $5$ 个量子点（QDs）组成的 SQDC 系统。在 Keldysh 格林函数技术框架下计算了电荷流和热流。通过使用超越平均场理论的方法，我们获得了任意数量 QDs 的 SQDC 系统透射系数的闭合形式 Landauer 表达式。在线性响应区数值计算并分析了电导（$G_e$）、塞贝克系数（$S$）、热导和优值（$ZT$）。当热导由声子载流子主导时，$ZT$ 的优化由功率因子（$pF=S^2G_e$）决定。我们发现 $ZT$ 值的优化倾向于以下条件：(1) 低能级涨落的 QDs；(2) QD 能级高于电极的费米能级；(3) $\Gamma < t_c \ll U_0$，其中 $t_c$、$U_0$ 和 $\Gamma$ 分别为电子点间跳跃强度、在位电子库仑相互作用和隧穿率；(4) $\Gamma_L=\Gamma_R$ 且保持 $\Gamma_L+\Gamma_R$ 恒定，其中 $\Gamma_L (\Gamma_R)$ 为左（右）隧穿率。预测通过调控上述条件可实现高 $ZT$ 值。