半金属的热电性质
材料科学
2019-09-11 v1 计算物理
摘要
重掺杂半导体是过去几十年中研究最为广泛的热电应用材料类别。它们的塞贝克系数值比金属高 2-3 个数量级，使其对热电应用颇具吸引力。半金属由于缺少能带隙，通常表现出较小的塞贝克系数值。然而，当它们的电子和空穴有效质量存在较大不对称性时，半金属可能具有大的塞贝克系数值。在这项工作中，我们利用第一性原理计算研究了一类 18 种半金属的能带结构，并在恒定弛豫时间近似下使用线性化玻尔兹曼方程计算其塞贝克系数。我们得出结论，尽管没有能带隙，一些半金属是良好的热电材料，其塞贝克系数值可达 200 V/K。我们分析了常用于描述材料热电性质的度量指标，并表明有效质量比是导致半金属高塞贝克系数值的关键参数。
引用
@article{arxiv.1905.08282,
title = {Thermoelectric properties of semimetals},
author = {Maxime Markov and Emad Rezaei and Safoura Nayeb Sadeghi and Keivan Esfarjani and Mona Zebarjadi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.08282},
year = {2019}
}