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黄铜矿型 CuGaTe$_2$与硫锑铜矿 CuSbS$_2$的热电性质

材料科学 2014-01-08 v1

摘要

利用密度泛函理论计算并在恒定弛豫时间近似下求解玻尔兹曼输运方程,研究了空穴掺杂的三元铜基黄铜矿型半导体 CuGaTe2_2的电子与输运性质。采用全势线性缀加平面波方法并结合 Tran-Blaha 修正的 Becke-Johnson 势计算了电子能带结构。计算得到的带隙为 1.23 eV,与 1.2 eV 的实验值相符。推导了 CuGaTe2_2依赖载流子浓度和温度的热电性质,在空穴浓度为 3.710193.7\cdot10^{19} cm3^{-3}、温度为 950 K 时,获得优值 zT=1.69zT= 1.69,这与近期 zT=1.4zT= 1.4 的实验发现一致,证实 CuGaTe2_2是一种有望用于高温热电应用的材料。p 型 CuGaTe2_2良好的热电性能归因于重带与轻带组合导致的各向异性输运。对于 CuSbS2_2(硫锑铜矿),p 型掺杂的性能也优于 n 型掺杂。热电势随温度和浓度的变化表明,类似于同构的 CuBiS2_2化合物,CuSbS2_2将在低温下成为一种良好的热电材料。

关键词

引用

@article{arxiv.1401.1199,
  title  = {Thermoelectric properties of chalcopyrite type CuGaTe$_2$ and chalcostibite CuSbS$_2$},
  author = {Vijay Kumar Gudelli and V. Kanchana and G. Vaitheeswaran and A. Svane and N. E. Christensen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1401.1199},
  year   = {2014}
}