多层 Mott-Hubbard 异质结构中平行于平面的热电输运

我们提出了一种理论，用于描述多层结构 (ML) 中平行于界面的电荷与热输运，其中界面效应会引起电荷的重新分布。随之产生的电场与巡游电子发生自洽耦合，因此 ML 的性质关键地依赖于局域库仑力与长程静电力之间的相互作用。该 ML 由 Falicov-Kimball 模型描述，其自洽解通过同时迭代 DMFT 与泊松方程获得。由此得到了重构的电荷分布、电势、面态密度、输运函数以及该器件的输运系数。我们发现，由两种 Mott-Hubbard 绝缘体构成的异质结构在一个宽温度区间内表现出线性电导率且具有与温度无关的大热电势。电荷流与能量流被限制在 ML 的中心部分。我们的结果表明，关联多层结构具有应用潜力；通过调节中心平面的能带偏移与库仑关联，我们可以将化学势置于 Mott-Hubbard 能隙边缘的近旁，从而优化器件的输运性质。在这种异质结构中，微小的栅压即可轻易引发 MI 相变。这种切换不涉及电子在宏观距离上的扩散，且比在普通半导体中快得多。此外，将强关联材料与低 ZT 进行恰当组合，至少在理论上可以产生具有高 ZT 的异质结构。