压力对CoSb3体系热电性质作用机制的理论研究

来源 :吉林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:guansea
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
热电材料,是推动能源发展很有前途的功能材料。热电材料的机理是利用固体内部载流子的运动实现热和电能之间相互转换的功能材料,因此进行新型热电材料的研究具有重要的意义。近年来实验技术和理论模型计算的发展为寻找高性能热电材料提供了更加可靠的方法。本论文利用第一性原理的计算方法结合半经典的玻耳兹曼输运理论的方法对方钴矿(Skutterudite)类CoSb3在零压下和不同压力下的热电性能进行了深入系统地研究。我们通过第一性原理计算给出了利用混合密度泛函得到的零压下晶格参数和能带结构,以及不同压力下方钴矿CoSb3的电子结构。随着压力的增加,能带展宽,CoSb3由直接带隙半导体变为间接带隙半导体,同时方钴矿CoSb3费米面附近有较大的电子态密度,随着压力的增加费米面附近态密度也随之增大,说明CoSb3具备理想热电材料的结构基础。给出了压力对未掺杂方钴矿CoSb3热电性能的理论说明,方钴矿CoSb3电导率在由0-10GPa压力范围内有非常明显的降低。在0-20GPa压力范围内,Seebeck系数随着压力增加而显著增大。计算分析了掺杂CoSb3体系在不同压力下的Seebeck系数、电导率、功率因子,如果想得到较高的功率因子,应该在一定压力条件下选取n型低浓度掺杂的CoSb3体系。压力增大导致方钴矿CoSb3低频区域的声学支声子的频率降低,加压之后降低了CoSb3的晶格热导率,从而提升了其热电性能。计算了不同含量Ba、Ca填充CoSb3的晶体结构、电子结构、有效质量以及填充原子对晶格振动能的影响。不同含量Ba、Ca的填充能够使CoSb3的晶格发生膨胀,随着填充含量的增加,填充CoSb3由p型逐渐变为n型,通过填充,CoSb3的态密度有效质量增加。Ba、Ca原子的填充都有效的降低了晶格的振动能。结合已有的实验结果,预言了Ba、Ca原子的和稀土原子La、Ce、In、Eu等原子进行搭配的双填充可以更显著的降低材料的热导率,进而提高CoSb3的热电优值。
其他文献
<正> 银行的案件预防,必须坚持人防、物防、技防三结合,三防中人防是关键,而人防的关键又在于员工安全意识和防范技能。本文拟结合我行案件预防工作的实践,对员工安全意识和
<正>失眠是一种持续时间较长的睡眠或睡眠时间、深度及体力恢复的不足。轻者表现为入睡困难,时常早醒,时睡时醒,或醒后不能再睡,重则彻夜不能入睡,常以影响人们的正常工作、
西双版纳傣族人民的日常生活中蕴含着丰富的民族图形资源,在数千年历史的变迁中,傣族的图形资源依然保留着它独特的架构方式和审美特征,并彰显出日久弥新的生命力。如今,随着
目的观察马来酸依那普利叶酸片对伴有同型半胱氨酸(Hcy)升高的高血压患者的疗效。方法选择230例伴有血浆同型半胱氨酸升高的原发性高血压患者,随机分为观察组(马来酸依那普利
论文发展了水热法在硼砂辅助下,不使用表活剂和模版一步合成了Mn3O4超细一维纳米线;利用水镁石晶体结构的生长习性,一步水热法合成了Mn(OH)2六角片,结合CVD法在乙炔气氛中,控
<正>产品设计的过程中除了要充分了解相关人群的生理需要外,还要特别关注他们在使用产品时的心理感受,在帮助使用者解决实际问题的同时也给予他们无微不至的关怀,成为使用者
CuInSe2材料以其优越的性能,在薄膜太阳能电池领域有着重要的作用和广阔的发展前景。本文以N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂利用热溶剂法制备出了CuInSe2纳米颗粒;以N-甲基吡咯烷
目的探讨临床实验室检测尿胰蛋白酶原-Ⅱ(U-Try-Ⅱ)、血清淀粉酶(AMY)、血脂肪酶(LIPA)、尿淀粉酶(UAMY)在急性胰腺炎(acute pancreatitis,AP)早期诊断中的临床价值。方法对
在"中部崛起"的历史背景之下,湖北经济发展方式正面临着重要的转型期,作为文化创意产业的重要一环,本地的书画艺术品市场也较几年前有了飞跃式的发展,获得了公众越来越高的关