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热电材料作为一种重要的能量转换材料，因为其高效无污染的能量转化利用方式和制冷方式，已经越来越受材料研究学者的重视。热电材料效能的高低是通过热电优值来决定的，ZT=S2σT/k，其中T表示绝对温度，S表示塞贝克系数，σ表示电导率，k表示材料总的热导率。我们可以在不影响其他因素的情况下，通过减小热导率k来提高ZT值。开发一种价格低廉且可持续提供的清洁能源对于未来的发展需要是很重要的。尽管硅因为其廉价和高产的优势，已经被广泛的应用于半导体产业,但是由于硅体材料的热导率很高，从而导致了热电优值很小ZT0.01，这使得长期以来硅成为一种非常无效的热电材料。幸运的是，研究发现纳米化处理可以大大降低硅的热导率。实验已经发现硅纳米线的热电优值ZT要比硅体材料提高接近100倍。最近，Si-Ge核壳结构的纳米线由于其良好的跨导和较高的载流子迁移率等特性，成为研究的热点。在核壳结构纳米线中，电子和声子的传播是解耦合的，这对于提高热电性能是很有利的。研究表明，Si-Ge核壳结构和Ge-Si核壳结构的纳米线的热导率都非常小。在之前的核壳结构纳米线热导率的研究中，壳层原子的组份都是单一的，热导率减小的原因主要来自于界面效应。我们推断，通过调整壳层区域原子的组份，将界面效应和杂质散射效应结合起来，可以进一步减小Si-Ge核壳结构纳米线的热导率。在本论文中，应用非平衡态分子动力学模拟的方法研究了Si/GexSi1-x核壳结构纳米线的热导率，结果表明壳层区域中Ge原子的掺杂浓度对纳米线的热导率有强烈的影响，Si/Ge0.6Si0.4核壳结构纳米线的热导率明显的低于Si/Ge核壳结构纳米的热导率。为了解释热导率减小的原因，我们进行了晶格振动模式的分析，发现在壳层掺杂的硅纳米线中，从1.0THz到2.0THz和9.0THz到16.0THz范围内的声子模式都被强烈地局域化了。此外，我们还对局域模式的空间分布进行了计算，结果表明局域模式主要分布在壳层区域内，且这些局域模式强烈抑制了热流在壳层掺杂硅纳米线中的传播，这很好的解释了热导率显著减小的原因。因为掺杂的核壳结构既有利于减小热导又有利于提高电导，具有较大掺杂浓度的核壳结构的硅纳米线，是一种极好的热电候选材料。