Atomistic mechanisms governing structural stability change of zinc antimony thermoelectrics
热电材料的结构稳定性对于它们的能量收集应用是越来越重要的主题。在这里，我们研究的结构稳定性变化的锌锑在其工作温度的微观机制，使用分子动力学结合实验测量的电导率和热导率。我们的研究结果表明，热输运系数和电输运系数的温度依赖性与结构转变密切相关。这被发现是与一个松弛过程，其中一组Zn原子迁移之间的间隙网站。这种原子迁移逐渐导致整个晶体骨架的稳定结构转变，然后导致$β-$ Zn 4Sb 3在高温下更稳定的晶体结构。
2016-11-03 cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric enhanced ZT regime calculated by Fermi integral method
报道了用费米积分法计算热电材料无量纲优值（$ZT$）的详细结果，并与Bi $_2$ Te $_3$，CoSb $_3$，SrTiO $_3$进行了比较。特别是，TE特性：电导率（小极化子：$σ$（$m$ *））、塞贝克系数（$S$）、热导率（$κ_e$）和$ZT$通过使用约化能量（$ζ$ = $E$ / $k_B T$）作为$T$和有效质量（$m$ */ $m$）的函数来计算。通过$T$和$m$ */ $m$与$ζ$的等值线图研究$ZT$的增强。
2019-06-23 cond-mat.mtrl-sci
Pressure enhanced thermoelectric properties in Mg2Sn
采用修正的Becke和Johnson（mBJ）交换势，考虑自旋轨道耦合（SOC），研究了$\mathrm{Mg_2Sn}$的电子结构和热电性质与压力的关系.相应的$Γ$点的自旋轨道分裂值为0.47 eV，与实验值0.48 eV相符合。随着压强的增加，能带隙先增大后减小。在一定的掺杂范围内，随着压强的增加，n型功率因数随能带隙的变化趋势相同。计算结果表明，在临界压力以下，压力可以导致n型掺杂的功率因数显著增强，而在临界压力附近，相应的晶格热导率表现出相对较小的值。这些结果使我们相信，$\mathrm{Mg_2Sn}$的热电性能可以改善在n型掺杂的压力。
2016-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Thermoelectric Properties in a New Silicon Crystal Si24 with Intrinsic Nanoscale Porous Structure
热电器件是一种很有前途的新一代能源解决方案，因为它能够将废热转化为有用的电能，这可以在具有高电导率和低热导率的材料中实现。最近合成的硅同素异形体Si $_{24}$具有高度各向异性的晶体结构，具有纳米尺寸的规则孔。在这里，基于第一性原理研究，没有任何经验参数，我们表明，轻微掺杂的硅$_{24}$可以提供一个数量级的增强热电优值在室温下，相比，立方金刚石相的硅。我们将这种增强归因于纳米孔阵列形成的固有纳米结构，它有效地阻碍了热传导，同时保持了导电性。这可以是增强热电品质因数而不进一步形成非本征纳米结构的可行选择。此外，我们提出了一个实用的策略，以进一步减少导热性，而不影响导电性，通过限制在孔隙中的喋喋不休的客体原子。
2018-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric effect in kagome lattice enhanced at van Hove singularities
本研究通过第一性原理计算发现，kagome晶格中的鞍点型van Hove奇点显著增强纵向和横向热电效应，并在50 K时产生约10 μV/K的反常能斯特系数。
2023-11-03 cond-mat.mtrl-sci
Small compressive strain induced semiconductor-metal transition and tensile strain enhanced thermoelectric properties in monolayer $\mathrm{PtTe_2}$
采用广义梯度近似（GGA）和自旋轨道耦合（SOC）方法分别研究了双轴应变对单层$\mathrm{PtTe_2}$电子结构和热电性能的影响.计算结果表明，小的压应变（约-3\%）就可以诱导超导体向金属的转变，这在实验上是容易实现的。未应变的$\mathrm{PtTe_2}$的导带收敛，可以通过压缩和拉伸应变。拉伸应变可以通过改变价带峰的位置引起价带会聚，从而提高Seebeck系数，有利于提高功率因数。结果表明，拉伸应变也会降低晶格热导率，在室温下，拉伸应变为4%时，晶格热导率比未拉伸应变时降低约19%.考虑到拉伸应变对$ZT_e$的影响和晶格热导率，拉伸应变确实可以提高p型热电转换效率。我们的研究结果表明，在$\mathrm{PtTe_2}$应变工程的应用在电子和热电的潜力。
2016-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric imaging of structural disorder in epitaxial graphene
热是一种常见的能量形式，从物体的热侧传递到冷侧，但不是与电子特性的微观测量相关的概念。材料内的温度差导致载流子、电子或空穴沿着温度梯度扩散，从而引起热电电压。在这里，我们表明，局部热电测量可以产生原子和纳米尺度上的结构无序的高灵敏度成像。热电测量的作用是放大费米能级上局部态密度的变化，从而在热电信号中产生高的微分对比度。使用这种成像技术，我们发现了外延石墨烯的第一层中的点缺陷，其产生孤立子状畴壁线图案，该图案将第二石墨烯层的不同层间堆叠的区域分开。
2013-07-15 cond-mat.mtrl-sci
Thermal conductivity and enhanced thermoelectric performance of SnTe bilayer
锡硫族化合物（SnS，SnSe和SnTe）被发现具有改善的热电性能后，其维数的减少。在这里，我们发现倾斜AA + s堆叠的二维（2D）SnTe双层作为最稳定的相之间的几个堆叠的结构优化和声子输运性质的预测。的载流子迁移率和弛豫时间进行了评估，使用变形势理论，这是发现是相对较高的，由于高的2D弹性模量，低的变形势常数，和适度的有效质量。SnTe双层膜具有高的Seebeck系数、高的电导率和超低的晶格热导率。高TE的优值（ZT）的值，高达4.61沿锯齿形方向，预测的SnTe双层。这些ZT值与块体以及单层SnTe和其他2D化合物相比大大增强。
2020-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Real-space visualization of short-range antiferromagnetic correlations in a magnetically enhanced thermoelectric
短程磁关联可以显着增加磁性半导体的热电势，这是数十年来开发高性能热电材料的一个值得注意的进展。在这里，我们揭示了反铁磁半导体MnTe的热电增强磁关联的性质。利用中子散射数据的磁对分布函数分析，我们获得了一个详细的，真实的空间视图的鲁棒的，纳米尺度的，反铁磁的相关性，坚持到顺磁相以上的Néel温度$T_{\mathrm{N}}$ = 307 K。顺磁状态下的磁相关长度沿结晶学$c$轴比在$ab$平面内显著更长，指向各向异性磁相互作用。自旋-自旋关联的从头计算使用密度泛函理论在无序局域矩的方法重现了定量的准确性，这一结果。这些发现构成了磁增强热电中短程自旋相关性的第一个真实空间图像，并为未来通过磁性手段优化热电性能的努力提供了信息。
2022-01-13 cond-mat.mtrl-sci
DFT based study on structural stability and transport properties of Sr3AsN: A potential thermoelectric material
反钙钛矿材料以其优异的热电性能而备受关注，并引起了人们的极大兴趣。在这里，我们报告的结构稳定性和传输特性的Sr $_3$ AsN从一个精确的第一性原理研究。计算得到的平衡晶格参数与已有数据吻合较好。我们发现Sr $_3$ AsN在室温下是一种机械、能量和动力学稳定的化合物。我们计算的电子结构表明，它是一个直接带隙半导体，与值~1.2 eV。Sr-4d和N-2 p轨道主要构成直接带隙。这种反钙钛矿具有高的塞贝克系数。虽然它的晶格热导率相对较低，但电子热导率很高。在700 K时计算的最大TE优值为0.75，表明它是一种潜在的热电应用材料。
2018-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Localized Radiofrequency Heating for Enhanced Thermoelectric Energy Generation Using Natural Galena Ore
本研究利用局部射频加热提升天然方铅矿的热电性能，实验获得远高于传统值的塞贝克电压与15%的转换效率，模拟验证了机制，为环境热电能量收集提供新策略。
2025-02-24 cond-mat.mtrl-sci
Structural disorder, magnetism, and electrical and thermoelectric properties of pyrochlore Nd2Ru2O7
多晶Nd 2 Ru 2 O 7样品已制备和检查使用的结构，磁性，电和热输运研究的组合。同步辐射X射线和中子衍射图的分析表明，在烧绿石亚晶格中的A位上存在一些无序：Ru在Nd位上的取代度高达7.0（3）%，而与所探索的不同制备条件无关。本征磁和电输运性质已被测量。Ru 4d自旋顺序反铁磁在143 K的磁化率和比热，并有相应的电阻率行为的变化。第二个反铁磁有序转变低于10 K是由于订购的Nd 4f自旋。Nd_2Ru_2O_7是一种电绝缘体，这种行为被认为是独立的钌反位无序的Nd网站。Nd 2 Ru 2 O 7的电性能的光发表的数据上所有A2 Ru 2 O 7 pyrotecres，我们强调的特殊结构的作用，Bi 3+离子的A-网站上发挥在驾驶金属行为。还测量了高温热电性能。当在具有有用的品质因数的已知热电材料的背景下考虑时，很明显，Nd 2 Ru 2 O 7具有过高的电阻率，这阻止其成为有效的热电材料。提出了一种筛选候选热电器件的方法。
2013-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Structural study and evaluation of thermoelectric properties of single-phase isocubanite (CuFe2S3) synthesized via an ultra-fast efficient microwave radiation technique
目前最先进的热电材料通常由昂贵、稀缺且有毒的元素组成。在这方面，铜基硫化物化合物已成为可行的替代品。本文首次报道了采用机械合金化与微波辅助合成相结合的方法成功合成了单相立方相CuFe 2S 3。通过这种超快的非平衡过程合成的异立方辉石相在673 K时具有最大的热电优值zTmax ~ 0.14。除了热电性能外，还详细研究了基于X射线衍射数据和第一性原理计算的有关isocubanite结构的见解。这证实了合成的isocubanite中的Cu-Fe阳离子以固有的无序方式占据立方结构的4d位。
2022-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio investigations for Structural, Mechanical, Optoelectronic, and Thermoelectric properties of Ba2SbXO6 (X=Nb, Ta) compounds
报道了双钙钛矿结构Ba_2SbNbO_6和Ba_2SbTaO_6化合物的结构、力学、电学、光学、热电性能和光谱极限最大效率（SLME）。所有的研究都是通过第一性原理密度泛函理论（DFT）进行的。所获得的弹性常数的值揭示了所研究的化合物的机械稳定性。Ba_2SbTaO_6的体弹性模量（B）、剪切模量（G）和杨氏模量（E）的计算数据均大于Ba_2SbNbO_6。体积与剪切比之比（B/G）表明Ba 2SbNbO 6和Ba 2SbTaO 6具有韧性。计算的电子能带结构揭示了这两种化合物的半导体性质。我们还研究了电子弛豫时间依赖的热电性质，如塞贝克系数，热导率，电导率，热电功率因数，以及作为化学势的函数的p型和n型载流子在不同温度下的优值。高的吸收光谱和良好的品质因数（ZT）表明，这两个研究的化合物，Ba_2SbXO_6（X = Nb，Ta）是有前途的光伏和热电应用材料。计算的SLME为26.8%，表明Ba 2SNbO 6是单结太阳能电池的一个有吸引力的候选人。
2021-06-27 cond-mat.mtrl-sci
Temperature-dependent structural property and power factor of n type thermoelectric Bi0.90Sb0.10 and Bi0.86Sb0.14 alloys
本文报道了Bi_（1-x）Sb_x（x=0.10，0.14）多晶样品的结构性质、线性热膨胀系数、电阻率、热电势和功率因数随温度的变化。温度依赖的粉末衍射实验表明，样品不经历任何结构相变。Rietveld精化技术已被用于进行详细的结构分析。发现Bi 0.90 Sb 0.10的热膨胀系数的温度依赖性更强。此外，直接带隙Bi 0.90Sb 0.10的功率因数比间接带隙Bi 0.86Sb 0.14的功率因数高。讨论了电子-电子和电子-声子散射对电阻率、热电势和功率因数的影响。
2013-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Thermoelectric Properties of Dirac Semimetal Cd3As2
我们报道了拓扑半金属Cd 3As 2的温度和掺杂依赖的热电行为的调查。用玻尔兹曼输运理论计算了样品的电导率、热导率、塞贝克系数和品质因数。计算的原始Cd 3As 2的热电性能与实验结果相匹配。电子或空穴掺杂，特别是后者，被发现大大改善材料的热电性能。在T=700 K，n= 1 × 1020 cm-3时，电子掺杂的Cd 3As 2的最佳ZT值约为0.5，远大于原始Cd 3As 2的最大实验值（~0.15）。对于p型Cd_3As_2，Seebeck系数随温度变化的最大值随空穴掺杂浓度的增加而明显增大，其位置较n型Cd_3As_2明显向低温区移动，导致在500 K（p= 1 × 1020 cm-3）的低温下在p型Cd_3As_2中获得约0.5的最佳性能ZT。
2016-11-01 cond-mat.mtrl-sci
Large Language Model Assisted Discovery of Optimal Dopants for Enhanced Thermoelectric Performance in CoSb$_3$ Based Skutterudites
School for Engineering of Matter Transport and Energy, Arizona State University（亚利桑那州立大学物质传输与能源工程学院）
本文提出一种数据驱动方法，利用大语言模型加速发现高性能CoSb$_3$基硫化物，通过训练回归头预测热电优值，降低均方误差，并通过密度泛函理论和分子动力学计算验证预测的掺杂剂性能。
2026-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced thermoelectric figure-of-merit in boron-doped SiGe thin films by nanograin boundaries
采用低压化学气相沉积法（LPCVD）制备了掺硼多晶硅锗（SiGe）薄膜，并在120 ~ 300 K温度范围内对其热电性能进行了表征。自然形成的晶界被发现在确定膜的电荷和热输运性质中起着至关重要的作用。特别是，独特的柱状晶粒结构导致了显著的热导率各向异性，SiGe薄膜的面内热导率比交叉面热导率低约50%。通过优化生长条件和掺杂水平，在300 K下获得了0.2的SiGe薄膜的高品质因数（ZT），这比p型SiGe合金的先前记录高出约100%，这主要是由于纳米晶界引起的面内热导率的显著降低。LPCVD的低成本和优异的可扩展性使得这些高性能SiGe薄膜成为薄膜热电应用的理想候选者。
2014-12-20 cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric properties of marcasite and pyrite FeX$_2$(X=Se,Te): A first principle study
采用第一性原理密度泛函理论和Boltzmann输运方程研究了FeX $_2$（X=Se，Te）中白铁矿（m）和人工黄铁矿（p）相的电子结构和热电性质.采用平面波赝势近似研究了其结构性质，采用全势线性缀加平面波方法计算了其电子结构和热电性质（热电势和功率因数随弛豫时间的变化）。从总能量计算中，我们发现，m-FeSe $_2$和m-FeTe $_2$是稳定的，在环境条件下，没有结构的转变，从白铁矿到黄铁矿的应用静水压力。计算得到的基态结构性质与实验结果吻合得很好。从计算的热电性能，我们发现，m和p形式是很好的候选人热电应用。然而，空穴掺杂的m-FeSe $_2$似乎是所有四个系统中最好的。
2014-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Structural Changes in Thermoelectric SnSe at High Pressures
本文用角色散同步辐射X射线粉末衍射法研究了温差电材料硒化锡的晶体结构。随着压力的增加，观察到从GeS型到更高对称性TlI型的晶体结构的连续演化，临界压力为10.5（3）GPa。β ′-SnSe的正交高压变质与常压下的准四面体高温变质密切相关。晶体结构在高温和高压下的变化之间的相似性表明SnSe的应变薄膜可以提供克服β-SnSe在高温下有限的热稳定性问题的途径的可能性。
2014-11-24 cond-mat.mtrl-sci
First-principles prediction of Structural Stability and Thermoelectric Properties of SrGaSnH
基于地球丰富和无毒元素的热电材料在具有成本效益和生态友好的废热管理系统中非常有用。SrGaSnH的组分在地球上是丰富的，无毒的，因此我们选择SrSnGaH的结构稳定性和热电性能进行研究，使用DFT，DFPT，和半经典玻尔兹曼输运理论。我们的弹性和声子计算表明，该化合物具有良好的结构稳定性。电子结构计算表明，它是一个间接带隙（0.63 eV的mBJ+SOC）半导体。轻带空穴有效质量导致沿x轴的电导率比沿z轴的电导率高。另一方面，弱的声子散射导致高的晶格热导率~10.5 W m-1 K-1（300 K）.虽然功率因数（PF）沿x轴非常高（在300 K时高于10 mW m-1 K-2），但如此大的kl显著降低ZT。在700 K时，面内和交叉面ZT的最大值分别为~1（n型），0.8（p型）和0.6（n型），0.2（p型）。目前的研究表明，这种化合物在生态友好的TE应用中具有很强的潜力。
2020-08-28 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced thermoelectric properties of NaxCoO2 whisker crystals
通过非常规方法从含钾成分中生长了热电钴氧化物单晶晶须NaxCoO 2，并测定了它们的传输性能和化学组成。通过热重分析对生长机理进行了分析和解释。在300 K时，晶须的电阻率r为102 μ Ω·cm，热电势S为83 μ V/K。因此，功率因数S2/r提高到约68 uW/K2 cm。
2003-07-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Na Site Doping a Pathway for Enhanced Thermoelectric Performance in $Na_{1-x}CoO_2$; The Case of Gd and Yb Dopants
掺杂被认为是提高层状钴酸钠（Na $_{1-x}$ CoO $_2$）热电性能的主要方法。然而，在过去的绝大多数报道中，掺杂剂在Na $_{1-x}$ CoO $_2$复杂层状晶格中的平衡位置还没有被确定.因此，选择合适的掺杂剂以提高Na $_{1-x}$ CoO $_2$的品质因数的通用策略还有待建立.在这里，通过检查Na $_{0.75}$ CoO $_2$和Na $_{0.50}$ CoO $_2$中Gd和Yb掺杂剂的形成能，我们证明在贫氧环境中，Gd和Yb掺杂剂存在于Na层中，而在富氧环境中，这些掺杂剂取代了CoO $_2$层中的Co。当在Na层时，Gd和Yb掺杂剂通过电子-空穴复合降低载流子浓度，同时增加塞贝克系数（$S$）和降低电导率（$σ$）。然而，Na位掺杂仅在Na $_{0.50}$ CoO $_2$中改善热电功率因子（PF）。当取代一个Co，这些掺杂剂减少$S$和PF。结果表明，热电性能如何严重依赖于合成环境，必须微调实现任何热电增强。
2021-06-24 cond-mat.mtrl-sci
Strategy for enhanced thermoelectric performance of Bi2S3 nanorods by Bi nanoinclusions
这是第一次报告的增强热电（TE）性能的新型Bi 2S 3-Bi纳米复合材料的合成使用一步多元醇方法在不同的反应温度（TRe）和时间。它们被很好地表征为纳米棒复合物，与正交Bi 2S 3和菱面体Bi相共存，其中后者包覆前者形成Bi 2S 3-Bi核壳型结构以及独立的Bi纳米颗粒（NPs）。随着反应温度和持续时间的增加，系统地观察到\r{ho}的电阻率降低，这揭示了在这种高电阻Bi 2S 3中减少\r{ho}的有希望的方法，从而解决了过去几十年来其热电应用潜力的早期障碍。最令人惊讶的是，在27 ℃下使用~900 MPa压力制成的最高Bi含量纳米复合颗粒在300 K下的TE功率因数比热压Bi 2S 3的大3个数量级，或者甚至比先前报道的火花等离子体烧结的核-壳Bi2S3@Bi样品的好23%（Tarachand等人，Nano Res.2016，9，3291; Ge等人，ACS Appl.Mater. Interfaces 2017，9，4828）。考虑到由于其复杂的纳米结构而可能大大降低的热导率，对于这些不含有毒和稀土元素的TE纳米复合材料，在300 K附近显著改善的TE性能潜力是高度预期的，使得本合成方法成为开发基于Bi 2S 3的材料的增强的热电性能而不使用额外的烧结步骤的开创性方法。
2019-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Thermoelectric Power in Dual-Gated Bilayer Graphene
材料的热电功率通常由其能带结构和载流子密度决定，可以通过化学掺杂而变化，而化学掺杂通常受到掺杂剂溶解度的限制。显示出大热电功率的材料可用于许多工业应用，例如热电转换和热电冷却装置。在这里，我们展示了通过在双层石墨烯上施加垂直电场来打开带隙而产生的双栅极双层石墨烯器件中的热电功率的完全电场调谐。我们发现了在低温下热电功率的大幅增强，这可能为使用石墨烯基器件的低温热电应用开辟了新的可能性。
2011-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phase stabilization of In2Se3 by disordered Ni intercalation and its enhanced thermoelectrical performance
本研究通过无序Ni插层稳定In2Se3相，抑制高温相变，同时提升电导率并降低热导率，使Ni0.3In2Se3在500°C下ZT值面内提升86%、面外提升222%，为层状热电材料性能增强提供了有效策略。
2025-04-23 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced magnetic and thermoelectric properties in epitaxial polycrystalline SrRuO3 thin film
过渡金属氧化物薄膜显示出通用的电、磁和热性能，其可以通过经由多晶固体有意地引入宏观晶界来定制。在这项研究中，我们专注于修改的磁性和热输运性能的制造单和多晶外延SrRuO3薄膜，使用脉冲激光外延。采用原子级平坦的多晶SrTiO_3衬底外延稳定化技术，实现了每个晶粒的结晶质量与单晶对应物的结晶质量相当的外延多晶SrRu_3薄膜。特别是，减轻压缩应变附近的晶界，由于合并证明结构，这诱导增强的多晶外延薄膜的铁磁有序。与晶界相关联的结构变化进一步降低了热导率而不恶化电子输运，并且与它们的单晶对应物相比，导致外延多晶薄膜中增强的热电效率。
2018-04-17 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced thermoelectric performance in spark plasma textured bulk n-type BiTe2.7Se0.3 and p-type Bi0.5Sb1.5Te3
采用放电等离子体织构化方法制备了p型和n型碲化铋块材。从X射线衍射分析和电子背散射衍射测量证实了沿001方向的单轴载荷的织构发展。有趣的是，这些纹理化的样品优于通过传统的放电等离子体烧结（SPS）制备的样品，导致在ab平面中的热导率降低。在室温下，n型BiTe2.7Se0.3和p型Bi0.5Sb1.5Te3织构样品的品质因数分别比SPS织构样品提高了42%和33%，为应用开辟了新的途径。
2013-05-31 cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectricity of Tin Selenide Monolayers Across a Structural Phase Transition
SnSe单分子膜经历由振动模式软化沉淀的温度诱导的二维Pnm 2 $_1 \to$ P4/nmm结构转变。热电的标准理论处理依赖于零温度声子色散和零温度电子结构，不能描述由结构转变引起的热电现象。依赖于从{ \em ab initio}分子动力学计算得到的结构数据，该计算以非标准的方式用于通知电子和振动输运系数，本工作建立了一个通用的路线来理解跨相变的热电性。类似于最近的实验观察，指出高估热电优值$ZT$过去的转变温度，我们的工作表明一个较小的$ZT$相比，其值预测的标准范例。它的降低与结构转变过程中电导率和晶格热导率的急剧变化有关。虽然以SnSe单层为例，但该方法没有任何关于维度的内置假设，因此适用于一维，二维和三维的任意热电材料。
2020-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced thermoelectric performance in Ca substituted Sr3SnO
我们报告45%的热电优值，ZT的Sr 3SnO通过Ca替代增强。采用第一性原理计算研究了Ca掺杂Sr 3SnO（Sr 3-xCaxSnO）的电子输运和热电输运性质.研究了Ca掺杂对带隙的影响，并提出了详细的机理来解释所得到的结果。发现Sr_3SnO的有效质量和热电势随空穴浓度的增加而减小。得到了Sr_2CaSnO的最佳空穴浓度，相应的Seebeck系数为219 μV/K。Sr_3SnO及其合金的导电性表现出半导体性质，这与Ca_3SnO的实验结果相矛盾。我们发现，由于Ca的缺乏，Ca_3SnO显示出金属导电性，并消除了这种矛盾与我们的结果。用PBE和GW泛函计算了Sr_3SnO和Ca_3SnO的晶格热导率（\kl）。PBE泛函得到的晶格热导率大大低估了Ca 3SnO的实验值。在300 K时，Sr_3SnO和Ca_3SnO的总热导率分别为2.33和1.897 W/mK，与Ca_3SnO的实验值1.707 W/mK非常吻合。Sr 2CaSnO在500 K下的无量纲优值（ZT）为0.6，使其具有热电应用前景。
2018-01-23 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced thermoelectric figure of merit in edge disordered zigzag graphene nanoribbons
我们基于非平衡格林函数的相同方法工具研究了电子和声子通过边缘无序锯齿形石墨烯纳米带的输运。我们发现，边缘无序显着降低声子的热输运，而只有微弱的有害电子传导。电子和声子的弹性平均自由程的行为指向实现电子晶体与声子玻璃共存的可能性。计算出的热电优值（ZT）的值资格锯齿形石墨烯纳米带作为一个非常有前途的材料热电应用。
2009-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Monolayer enhanced thermoelectric properties compared with bulk for BiTeBr
纳米结构被认为是获得优异热电性能的有效途径。本文采用第一性原理计算和半经典Boltzmann输运理论相结合的方法，研究了BiTeBr体材料和单层材料的热电性质，包括电子输运和声子输运。电子部分采用广义梯度近似（GGA）加自旋轨道耦合（SOC），声子部分采用GGA。研究发现，由于SOC对能带结构有明显的影响，SOC对电子输运系数有重要的影响。在p型掺杂中，单层材料在较宽的掺杂范围内具有比体材料更大的塞贝克系数，这有利于获得优异的热电性能。计算得到的室温下体材料的平均晶格热导率为1.71 $\mathrm{W m^{-1} K^{-1}}$，与实验值1.3 $\mathrm{W m^{-1} K^{-1}}$接近。计算结果表明，单层材料具有比块体材料更好的$ZT_e$和更低的晶格热导率，表明单层材料具有比块体材料更好的热电性能。由于声子寿命较短，单层材料的晶格热导率比体材料低。通过比较体相电导率的实验值和计算值，确定了$\times$ $10^{-14}$的散射时间为3.3 s。基于电子和声子输运系数，计算了体材料和单层材料的热电优值$ZT$。结果表明，室温下，单层膜的$ZT$峰值比体膜高，n型掺杂时单层膜的$ZT$峰值可达0.55，p型掺杂时单层膜的峰值可达0.75。这些结果表明，单层BiTeBr可能是一个潜在的二维（2D）热电材料，这可以刺激进一步的实验工作，合成单层BiTeBr。
2017-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Effect of the Source toSubstrate Distance on Structural, Optoelectronic, and Thermoelectric Properties of Zinc Sulfide Thin Films
本研究在PVTC系统中调节SSD距离制备ZnS薄膜，考察其对薄膜结构及光学、电学和热电性能的影响，并确认薄膜形成具有111择优取向的闪锌矿立方结构。
2024-04-03 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Enhanced thermoelectric properties by Ir doping of PtSb2 with pyrite structure
研究了Ir掺杂对Pt_（1-x）Ir_xSb_2（x = 0，0.01，0.03和0.1）黄铁矿热电材料热电性能的影响。进行电阻率ρ、塞贝克系数S和导热系数kappa的测量。结果表明，从半导体行为没有Ir（x = 0）的金属行为在x = 0.01的突然变化。x = 0.01的样品表现出大的S和低的ρ，导致在400 K时的最大功率因数（S^2/ρ）为43 μ W/cmK^2。特殊的“布丁模”型电子能带色散可以解释金属态热电性能的增强。
2012-06-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Enhanced thermoelectric efficiency in ferromagnetic silicene nanoribbons asymmetrically terminated with hydrogen atoms
利用从头算方法，我们计算了硅烯纳米带的热电和自旋热电性质的裸，单氢化和双氢化的边缘。非对称结构，其中一个边缘是裸露的或二氢化的，而另一个边缘是单氢化的（0 H-1H和2 H-1H纳米带）具有铁磁基态，并显示出显着的常规和自旋热电性能。热电效率的强烈增强（常规的和自旋的热电效率）是由这种纳米带的非常特定的能带结构引起的，其中一个自旋通道由于能隙而被阻挡，而另一个自旋通道是高度导电的。反过来，0 H-2 H和2 H-2 H纳米带（其中一个边缘是裸露的或二氢化的，另一个边缘是二氢化的）在基态是反铁磁性的。因此，相应的自旋通道是等效的，并且在这些纳米带中仅可以发生常规的热电效应。
2014-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Origins of minimized lattice thermal conductivity and enhanced thermoelectric performance in WS2/WSe2 lateral superlattice
基于实验制备的WS 2/WSe 2横向超晶格（LS）晶体，提出了一种提高二维过渡金属二硫属化物（TMDC）WS 2热电性能的结构策略.基于密度泛函理论结合玻尔兹曼输运方程，我们证明了单层WS 2的TE优值zT在形成WS 2/WSe 2 LS晶体时显著提高。这主要归因于由于增强的非谐过程而导致的几乎减半的晶格热导率。平行于（xx）和垂直于（yy）超晶格周期的电子输运性质对于p型和n型掺杂LS两者是高度对称的，这归因于电荷载流子的几乎各向同性的寿命。自旋-轨道效应导致导带的显著分裂，并导致三重简并子带和高态密度（DOS），这为获得高的n型Seebeck系数（S）提供了机会。有趣的是，单层WS 2中分离的简并子带和上导带形成了一个显著的阶梯状态密度，从而产生了更高的S。具有比电子高得多的迁移率的空穴载流子揭示了高的p型功率因数，并且在400 K下具有最佳zT超过1的良好p型TE材料的潜力。
2021-02-01 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Thermoelectric Properties By Embedding Fe Nanoparticles Into CrN Films For Energy Harvesting Applications
本研究通过高功率脉冲磁控溅射与纳米颗粒枪结合，将Fe纳米颗粒嵌入CrN基质形成纳米复合材料，利用界面能量过滤效应提升了Seebeck系数与电子迁移率，并显著降低了热导率，有效改善了涂层的热电性能。
2024-01-08 cond-mat.mtrl-sci
Thickness and strain effects on the thermoelectric transport in nanostructured Bi2Se3
利用van der Waals密度泛函理论和半经典Boltzmann理论研究了Bi 2 Se 3的1 ~ 6个五重层结构的结构稳定性、电子结构和热输运性质.对于单个QL，带隙为0.41 eV，当QL的数量增加到6个时，带隙减小到0.23 eV。单个QL具有比块体材料（0.10）显著更高的热电优值（0.27），其可以通过引入2.5%压缩应变进一步增强到0.30。正的声子频率下的应变表明，结构的稳定性保持。
2014-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Thermoelectric Performance and Anomalous Seebeck Effects in Topological Insulators
提高热电优值zT是材料科学中最大的挑战之一。最近发现的拓扑绝缘体（TI）在这方面提供了新的希望。在这项工作中，我们从理论上证明，zT是强烈的大小依赖于TI，和大小参数可以调整，以提高zT显着大于1。此外，我们表明，在TI的边缘状态的寿命是强烈的能量依赖性，导致大的和异常的塞贝克效应与相反的符号的霍尔效应。这些优异的性能使钛合金成为热电科学和技术领域中极有前途的材料。
2014-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced thermoelectric performance of phosphorene by strain-induced band convergence
近年来，人们预测单层磷烯是一种很有前途的热电材料。在这项工作中，我们提出了进一步提高磷烯的热电性能的应变诱导带收敛。采用第一性原理计算结合半经典Boltzmann理论研究了单轴应变对磷烯热电性质的影响。当施加Z字形方向的应变时，在5%的临界应变下，Z字形方向的Seebeck系数和电导率同时得到了显著的提高，此时能带收敛。最大的ZT值为1.65，在300 K，然后通过使用体晶格热导率保守估计。当扶手椅方向应变为8%时，磷烯扶手椅方向的室温ZT值可达2.12。结果表明，应变诱导能带收敛是提高磷烯热电性能的有效方法。
2014-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mechanically-Exfoliated Stacks of Thin Films of Bismuth Telluride Topological Insulators with Enhanced Thermoelectric Performance
我们报告的“石墨烯样”的单晶Bi2Te3薄膜的机械剥离和热电特性的堆栈这样的薄膜。通过“热盘”和“激光闪光”技术测量所得的“伪超晶格”的热导率。与体相比较，堆的室温面内（交叉面）热导率降低约2.4（3.5）倍。热导率的降低与保留的电性能导致热电品质因数的强烈增加。有人建议，薄膜变薄到几个五倍和费米能级的调谐可以帮助实现具有非凡的热电效率的拓扑绝缘体表面输运制度。
2010-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structural, elastic, electronic, magnetic and thermoelectric properties of new quaternary Heusler compounds CoZrMnX (X=Al, Ga, Ge, In)
我们利用第一性原理计算研究了新型四元Heusler化合物CoZrMnX（X =Al，Ga，Ge，In）的结构、弹性、电子、磁性和输运性质.结果表明，所有的四元Heusler化合物均为稳定的（I）型结构。CoZrMnX是弹性稳定且相对硬的材料。发现CoZrMnAl、CoZrMnGa和CoZrMnIn在性质上是可延展的，而CoZrMnGe是脆性的。所有化合物的德拜温度都比较高。电子结构计算表明，CoZrMnAl是近半金属半导体，CoZrMnGa和CoZrMnIn是金属半导体，CoZrMnGe是窄的间接带隙半导体.计算的磁性意味着CoZrMnAl，CoZrMnGa和CoZrMnIn是铁磁性的，而CoZrMnGe是非磁性材料。CoZrMnAl是高度自旋极化的（96%），而CoZrMnGe是非自旋极化的。由于CoZrMnGe的半导体性质，其Seebeck系数（S）较高（650 K时为-106 μV/K）。计算得到CoZrMnGe在600 K时的热电优值为0.1，CoZrMnIn在900 K时的热电优值也为0.1。我们希望这些有趣的结果能启发实验工作者合成新的四元Heusler化合物CoZrMnX（X =Al，Ga，Ge，In）。
2018-01-11 cond-mat.mtrl-sci
First-principles calculations of structural and bonding properties of Li-doped tetrahedrite thermoelectrics
本文通过第一性原理计算研究了Li掺杂四面体矿的结构与成键性质，发现Li占据6b和24g位置均有利，掺杂降低结构稳定性，且当x>2.0时材料可转变为n型，为开发n型四面体矿热电材料提供了理论依据。
2024-08-01 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced thermoelectric figure of merit in polycrystalline carbon nanostructures
碳纳米结构中经常观察到晶界，但它们对热和电性能的影响仍然没有完全了解。利用密度泛函紧束缚理论和非平衡格林函数相结合的方法研究了碳基体系中电子和声子的输运。在这项工作中，量子输运和热电性能的石墨烯片，石墨烯纳米带和碳纳米管的各种晶界类型在一个较宽的温度范围内进行了总结。受先前发现的无序散射声子比电子更有效的启发，预期多晶系统的热电性能会有显着改善。由于该效应对晶界类型略微敏感，我们证明晶界是一种可行的工具，可以大大提高品质因数，为新型热电材料的设计铺平道路。
2015-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced thermoelectric efficiency of zigzag bilayer phosphorene nanoribbon; edge states engineering
从理论上研究了锯齿型双层磷烯纳米带的热电性质。我们首先将SSH阶梯与ZBPNR边缘态类比，解析地得到了它们的能带结构和波函数。然后，通过应用能量过滤方法，我们表明，电功率和热电效率的ZBPNR可以显着提高中间隙边缘状态的存在。我们还讨论了如何通过在边界施加周期性点势来设计边缘模式，以进一步优化系统的热电功率和效率。
2022-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Effects of metals (X = Pd, Ag, Cd ) on structural, electronic, mechanical, thermoelectric and hydrogen storage properties of LiXH$_3$ perovskites
本研究基于第一性原理模拟，采用WIEN2K代码分析LiXH₃（X=Pd、Ag、Cd）钙钛矿氢化物的多类性能，验证其结构与热力学稳定性，为这类材料的储氢应用探索提供了首个理论依据。
2024-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Comparative high-pressure structural and electrical transport properties study of thermoelectric (Bi1-xSbx)2Te3 compounds
本文通过高压X射线衍射和电输运测量，系统研究了不同Sb含量(Bi1-xSbx)2Te3的结构演化与金属化行为，发现Sb浓度升高会提高向无序BCC相转变的临界压力，并证实BST-0.7在12 GPa以上发生可逆压力诱导金属化。
2025-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic-field enhanced high-thermoelectric performance in topological Dirac semimetal Cd$_3$As$_2$ crystal
热电材料可用于通过塞贝克效应将热量转换为电功率。研究了三维狄拉克半金属Cd $_3$ As $_2$晶体的磁热电优值。研究发现，虽然磁电阻率大大增加，但通过磁场可以同时实现功率因数的提高和热导率的降低。在7特斯拉的垂直磁场作用下，在350 K附近，ZT值从0.17提高到1.1，提高了6倍以上。磁场对ZT的极大增强是由于Cd $_3$ As $_2$中具有大的费米速度和大的电热导率的线性狄拉克带。我们的工作为大幅度提高量子拓扑材料的热电性能开辟了一条新的途径。
2018-02-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Impurity-induced transition and impurity-enhanced thermopower in the thermoelectric oxide NaCo_{2-x}Cu_x$O_4
对Cu取代热电氧化物NaCo_{2-x} Cu_xO_4的各种物理量进行了测量和分析。如先前已知的，取代的Cu增强了热电功率，而其不显著增加电阻率。磁化率和电子比热随x的增加而显著降低，这意味着Cu的替代降低了有效质量增强。通过与重费米子化合物和价涨落系统的定量比较，我们发现Cu替代有效地增加了传导电子与磁涨落之间的耦合。Cu替代诱导的相变在22 K，这是非常相似的自旋密度波转变。
2002-02-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Asymmetric Electronic Band Alignment and Potentially Enhanced Thermoelectric Properties in Phase-Separated Mg2X (X=Si,Ge,Sn) Alloys
该研究通过第一性原理计算发现Mg2X合金相分离界面处价带偏移远大于导带偏移，可利用能量过滤效应显著提升p型材料的热电功率因子。
2025-07-24 cond-mat.mtrl-sci
Adiabatic transverse thermoelectric conversion enhanced by heat current manipulation in artificially tilted multilayers
本文研究人工倾斜多层膜中由非对角热传导增强的绝热横向热电转换，在Co₂MnGa/Bi₀.₂Sb₁.₈Te₃体系中于45°倾斜角实现-116.1 μV/K横向热电势，并将最大折合效率从等温极限的3.1%提升至绝热极限的8.1%。
2025-02-04 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Thermoelectric ZT in the Tails of the Fermi Distribution via Electron Filtering by Nanoinclusions -- Model Electron Transport in Nanocomposites
碳化硅纳米粒子的直径约为8 nm，具有窄的尺寸分布已被精细地混合掺杂的硅纳米粉末和烧结成散装样品，研究纳米夹杂物的电和热输运性能的影响。我们比较了样品的热电性能从0-5%的碳化硅体积分数。碳化硅纳米夹杂物导致热电品质因数ZT的显著改善，这主要是由于塞贝克系数的增强。半经典玻尔兹曼输运方程被用来模拟的塞贝克系数和电导率的电输运性质。理论分析证实了热电性能的增强与硅费米能级和碳化物导带边缘之间的偏移引起的电子的能量选择性散射是一致的。这项研究证明，精心设计的能量依赖的电子散射率可以提供一个途径，放松长期存在的限制，在热电材料的设计。
2021-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Thermoelectric Power and Electronic Correlations in RuSe$_2$
报道了Ru $_{1-x}$ Ir $_{x}$ Se $_2$（$x \leq 0.2$）的电子结构、电输运和热输运性质. RuSe $_2$是一种在立方黄铁矿晶胞中结晶的半导体。RuSe $_2$的Seebeck系数在730 K附近超过-200 $μ$ V/K。Ir的替代导致电阻率和塞贝克系数的抑制，这表明费米能级附近的态密度峰的去除。Ru $_{0.8}$ Ir $_{0.2}$ Se $_{2}$在约30 K时表现出电子-金属交叉。磁场恢复了半导体特性。我们的研究结果表明电子关联在增强RuSb $_{2}$的热电性中的重要性。
2016-04-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Theoretical study of thermoelectric properties of $\textrm{CeIr}_\textrm{4} \textrm{P}_\textrm{12}$ filled skutterudite for energy conversion
该研究首次通过密度泛函理论和玻尔兹曼模拟预测了CeIr4P12方钴矿的结构、弹性、热力学及热电性质，证实其机械、动力学和能量稳定性，并揭示其作为热电材料的潜力。
2025-03-29 cond-mat.mtrl-sci
