人工晶体学报

作者：张倩, 毕亚军, 李佳

单位：1.河北工业大学理学院,天津 300401;；2.北华航天工业学院电子与控制工程学院,廊坊 065000

关键词：第一性原理,Bi2Te3基材料,电子结构,热电输运,热电优值,层状材料,

基金：河北省高等学校科学技术研究项目(ZC2021204);河北省中央引导地方科技发展资金(226Z4406G);河北省教育教学改革研究与实践项目(2017GJJG196);北华航天工业学院科研基金(ZD-2022-02)

本文利用第一性原理计算并结合玻尔兹曼输运方程,预测了一种热电性能优良的新型Bi2Te3基材料,即单层BiSbTeSe2。通过系统计算单层BiSbTeSe2的电子能带结构和热电输运性质,发现单层BiSbTeSe2在300 K时的塞贝克系数达到最高值(522 μV· K-1),在500 K时功率因子与弛豫时间的比值最大为5.78 W· m-1·K-2·s-1。除此之外,单层BiSbTeSe2还具有较低的晶格热导率和较高的迁移率。在最佳p型掺杂下,单层BiSbTeSe2在500 K时的热电优值 ZT高达3.95。单层BiSbTeSe2的优良性能表明其在300~500 K的中温热电器件领域具有潜在的应用价值,可以为进一步开发高性能Bi2Te3基热电材料提供设计依据。

来源：2023年第10期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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