Bi2Te3基納米線熱電性能優(yōu)化的理論研究.pdf

1、熱電材料主要是利用固體內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)熱能和電能的相互轉(zhuǎn)換，具有無(wú)毒、無(wú)污染、有效工作周期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，可制備成重量輕、體積小的微型半導(dǎo)體制冷器件，主要應(yīng)用于計(jì)算機(jī)技術(shù)、航天技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)及微電子技術(shù)等領(lǐng)域，具有良好的應(yīng)用前景。
　　Bi2Te3材料在常溫附近具有相對(duì)優(yōu)良的熱電性能，以及高度各向異性的能帶結(jié)構(gòu)，是當(dāng)前低維熱電材料研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)，其理論研究也在不斷的發(fā)展和完善。本文在現(xiàn)有的Bi2Te3納米線理論計(jì)算研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)

2、求解玻爾茲曼方程，建立能帶結(jié)構(gòu)、弛豫時(shí)間與ZT值間的聯(lián)系，綜合分析矩形納米線尺寸、摻雜濃度以及溫度對(duì)Bi2Te3熱電材料 ZT值的影響。結(jié)果表明：在建立弛豫時(shí)間與 ZT值關(guān)系后，由于量子尺寸效應(yīng)產(chǎn)生能級(jí)離散化，Bi2Te3納米線 ZT值會(huì)隨著邊長(zhǎng)尺寸、摻雜濃度以及溫度的變化而發(fā)生階躍振蕩變化；文中所研究分析的四類Bi2Te3矩形納米線中，當(dāng)邊長(zhǎng)尺寸為ax=6.5nm和 az=5.3nm、摻雜濃度 n=4.4×1018cm-3及溫度 T=