层状氮化碳中出乎意料的高面外热电性能
介观与纳米尺度物理
2018-11-21 v2
摘要
有机热电(TE)材料因其低热导率而为寻找高效TE材料提供了全新视角。pz轨道的重叠普遍存在于有机{\pi}-堆叠半导体中，可能带来可与无机电子学相媲美的高电子迁移率。本文提出一种策略，利用pz轨道重叠来提高层状聚合物氮化碳(PCN)的热电效率。通过第一性原理计算和经典分子动力学模拟，我们发现A-A堆叠的PCN在300 K下具有出乎意料的高面外ZT值高达0.52，这可贡献于n型TE组。高ZT源于其一维电荷传输和低热导率。我们研究了pz轨道重叠的热贡献，与不考虑重叠效应的热导率相比，其显著增强了热传输。为了更好理解其TE优势，通过比较{\pi}-堆叠氮化碳衍生物和石墨，我们发现低维电荷传输源于强pz重叠相互作用和面内电子约束。本研究可为在层状材料中寻找高面外TE性能提供指导。
引用
@article{arxiv.1703.00184,
title = {Unexpectedly High Cross-plane Thermoelectric Performance in Layered Carbon Nitrides},
author = {Zhidong Ding and Meng An and Shenqiu Mo and Xiaoxiang Yu and Zelin Jin and Yuxuan Liao and Jingtao Lü and Kevian Esfarjani and Junichiro Shiomi and Nuo Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.00184},
year = {2018}
}
备注
22 pages and 4 figures