Large thermoelectric figure of merit for 3D topological Anderson insulators via line dislocation engineering
研究了三维拓扑安德森绝缘体的热电性质。研究表明，在高密度位错下，在具有非零时间反转不变动量的拓扑绝缘体材料（如Bi_{1-x} Sb_x）中，通过晶格螺位错传输的一维拓扑保护导电态可以控制热电优值ZT.当化学势不超过迁移率边缘时，在室温下的ZT可以达到大的值，对于合理的参数远高于1，因此使该系统成为纳米器件热管理应用的强有力的候选者。
2010-07-18 cond-mat.mes-hall 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
Towards a dynamical approach to the calculation of the figure of merit of thermoelectric nanoscale devices
热电能量转换的研究，即重新利用某些机械或化学过程产生的废热发电，最近取得了一些势头。计算进入这种能量转换的品质因数的电子参数，并因此发现有效材料，通常从Landauer的量子输运方法与Onsager的线性响应理论开始。众所周知，这一办法存在某些严重缺陷。在这里，我们讨论的替代动力学方法，可以超越的有效性的Landauer/Onsager的电子运输的方法。它们可用于验证Landauer/Onsager方法的预测，并研究该方法不令人满意的系统。
2012-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric performance of weakly coupled granular materials
研究了非均匀纳米颗粒材料在晶粒间弱隧穿电导（g_t < 1）下的热电性能。考虑到费米面附近的化学势的移动和态密度的不对称性，我们计算了热电势和品质因数。我们表明，晶粒之间的弱耦合导致高热电势和低热导率，导致相对较高的值的品质因数的顺序。我们估计的温度下的品质因数有其最大值的二维和三维样品。我们的结果适用于许多新兴材料，包括人工自组装纳米颗粒阵列。
2009-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large enhancement of the thermoelectric figure of merit in a ridged quantum well
近年来，人们在脊量子阱（RQW）中观察到并研究了新的量子特性。量子阱层表面上的周期性脊对电子波函数施加了附加的边界条件并降低了量子态密度。结果，RQW的化学势增加，并成为脊高度依赖。在这里，我们提出的系统包括RQW和附加层的顶部的脊形成周期性系列的p+-n+结（或金属-n+结）。在这样的系统中，电荷耗尽区在脊内发展，有效脊高度减小，成为温度T的较强函数。因此，化学势的T依赖性放大，塞贝克系数S增大。我们研究了脊上具有突变p ~+-n ~+结或金属-n ~+结的半导体RQW系统中的S。玻尔兹曼输运方程的基础上进行的分析表明，在这两种情况下，S显着增加。同时，其他输运系数不受结的影响。计算表明，相对于大块材料，热电优值ZT增加了一个数量级。
2009-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The effect of electron-phonon interaction on the thermoelectric properties of defect zigzag nanoribbons
研究了具有周期性边缘空位和反点晶格的石墨烯纳米带的热电性能。在Hubbard-Holstein模型的框架下，采用Lang-Firsov幺正变换，考虑了电子-声子相互作用.计算了电子传输函数、热电势和热电优值。我们发现，电子-声子相互作用导致热电优值的峰值降低，峰位置向带隙中心移动。对于出现在具有周期性反点的结构中的次峰，该效应更为显著。
2016-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced thermoelectric figure of merit in vertical graphene junctions
在这项工作中，我们研究了由两个部分重叠的石墨烯片在交叉平面方向上相互耦合组成的结的热电性能。结果表明，由于石墨烯层之间的弱范德华相互作用，在这些结中的声子电导强烈减少，相比于单石墨烯层结构，而它们的电性能受到微弱的影响。通过利用这种效应，我们证明了在室温下，在由带隙石墨烯材料制成的结中，例如石墨烯纳米带和石墨烯纳米网，热电优值可以达到高于1的值。还讨论了热电性能对结长的依赖关系。因此，该理论研究提出了一种有效的方法来提高石墨烯器件的热电效率。
2014-08-26 cond-mat.mes-hall
Use of similatity criteria for evaluating the thermoelectric figure of merit of superlattices
在本文中，一般的关系，允许评估两个二维超晶格和三维晶体的品质因数与二次和各向同性的自由载流子的能谱导出。结果表明，在无量纲温度和散射系数相同的情况下，超晶格的优值总是低于三维晶体的优值。如果超晶格中自由载流子气体的无量纲温度和（或）散射系数显著高于三维晶体，则超晶格的优值可以变得高于三维晶体的优值。
2015-11-02 cond-mat.mes-hall
Optimal thermoelectric figure of merit of a molecular junction
我们表明，分子结可以得到大的热电优值$ZT$，因此可以用作固态能量转换装置，接近卡诺效率。该机制类似于用于体热电的Mahan-Sofo模型-Lorenz数变为零，违反Wiedemann-Franz定律，而热电势保持非零。电荷通过其传输的分子状态必须与引线弱耦合，并且该状态的能级必须是远离引线的费米能的$k_B T$阶。在实践中，品质因数是有限的声子热导，我们表明，最大可能的$ZT\sim(\tilde{G}_{th}^{ph})^{-1/2}$，其中$\tilde{G}_{th}^{ph}$是声子热导除以热导量子。
2008-05-22 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric properties of a nanocontact
采用紧束缚近似和格林函数方法计算了由两个单壁碳纳米管（SWNT）构成的纳米接触的热电性能。结果表明，半导体纳米管可以具有很高的塞贝克系数非常接近实际的费米能量。这反过来又导致很高的品质因数，很容易超过1。通过改变化学势来改变性质可以通过掺杂或施加（纳米）栅极电压来实现。接触附近杂质的存在也强烈地改变了性质，并且这可以被利用，以便设计具有高热功率和品质因数的器件。
2005-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High thermoelectric figure of merit of quantum dot array quantum wires
由于硅基量子线具有成本低、制作工艺成熟等优点，如何设计出品质因数（$ZT$）大于3的硅基量子线一直是人们研究的热点。提出了一种由有限个三维量子点（QD）阵列耦合到电极上构成的量子线，以实现具有优化功率因数的高效热电器件。通过调整点间耦合强度，三维量子点阵列的透射系数可以呈现三维、二维、一维和一维拓扑分布函数。这种拓扑效应对热电性能的揭示。一维拓扑分布函数显示了最大功率因数和最佳$ZT$值。我们已经证明，具有低于$20~nm$的直径和长度$250~nm$的3D硅QD阵列纳米线显示出在室温附近实现$ZT\ge 3$的高潜力。
2021-06-02 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric Penta-Silicene with a High Room-Temperature Figure of Merit
硅是纳米技术中最常用的化学元素之一。自2015年以来，二维（2D）硅烯（石墨烯的硅类似物）已经很容易获得用于制造场效应晶体管。近年来，作为硅烯家族的新成员，五硅烯及其纳米粒子被实验性地生长在Ag（110）表面上，具有奇异的电子性质。然而，五硅烯的热电性能尚未研究到目前为止，这将阻碍其潜在的应用，从废热发电和固态珀耳帖冷却器。基于玻尔兹曼输运理论和从头计算，我们发现，penta-silicene显示出显着的室温优值系数ZT为3.4和3.0，在可达的空穴和电子浓度，分别。我们将这种高ZT归因于优越的布丁模电子能带结构和超低的晶格热导率。这一发现为五边形纳米结构的输运性质提供了新的见解，并突出了室温下热电材料的潜在应用。
2020-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Enhancement of the thermoelectric figure of merit in a quantum dot due to the Coulomb blockade effect
研究了量子点在库仑阻塞机制下的品质因数。发现如果只考虑量子点中的单个能级，则$ZT$的品质因数可能相当高。另一方面，当量子点中有两个或多个能级且没有库仑相互作用时，由于小的能级间距，$ZT$被双极效应强烈抑制。然而，在库仑相互作用的存在下，有效能级间距增大，双极效应减弱，导致$ZT$相当高。因此，更有可能找到具有大库仑相互作用的高效热电量子点。通过使用典型QD的参数，$ZT$可以达到5以上。
2010-12-14 cond-mat.mes-hall
Enhancement of thermoelectric figure-of-merit of Graphene upon BN-doping and sample length reduction
使用基于第一性原理密度泛函微扰理论的长度相关晶格热导率（\k{appa} L）的计算，并使用我们先前计算的电输运结果（Phys Rev B 95 085435（2017）），我们报告了单层和双层石墨烯的热电优值（ZT）的结果。我们发现掺杂氮化硼的石墨烯样品的ZT增加了近十倍，并且样品长度减少。我们还比较了\k{appa} L使用迭代实空间方法计算与传统的分析Callaway-Klemens方法，并获得弯曲（ZA）声子模式是占主导地位的热输运不同于在后者的方法。我们的计算与现有的实验数据符合得很好。
2018-09-04 cond-mat.mes-hall
Thermal conductance and thermoelectric figure of merit of C$_{60}$-based single-molecule junctions: electrons, phonons, and photons
最近的实验的动机，我们在这里提出了一个从头算研究的声子输运的热导和热电优值的C $_{60}$为基础的单分子结的影响。准确地说，我们结合密度泛函理论与非平衡格林函数技术来计算这两个数量的结与C $_{60}$单体或C $_{60}$二聚体连接到金电极，考虑到电子和声子的贡献。我们的研究结果表明，对于C $_{60}$单体结声子传输中起着次要的作用，在热导，反过来，在品质因数，这可以达到相对较高的值的顺序为0.1，这取决于接触几何形状。相反，声子完全主导的热导在C $_{60}$二聚体结和强烈降低的品质因数相比，单体结。因此，通过堆叠C $_{60}$分子可以实现高热电性能的主张是不合理的，该主张是在不考虑声子贡献的情况下做出的。此外，我们分析了近场热辐射的相关性，这些结的品质因数波动电动力学的框架内。光子隧穿效应是影响热电性能的另一个重要因素，这一点在分子电子学领域一直被忽视。我们的研究说明了至关重要的作用，声子输运和光子隧穿可以发挥批判性地评估分子结的性能作为潜在的纳米热电器件。
2017-08-21 cond-mat.mes-hall
Multiterminal single-molecule--graphene-nanoribbon thermoelectric devices with gate-voltage tunable figure of merit ZT
我们研究热电装置，其中一个单一的18-轮烯分子连接到金属锯齿形石墨烯纳米带（ZGNR）通过高度透明的接触，允许从ZGNR的渐逝波函数注入到分子环。它们的重叠在电子传输中产生峰值，而ZGNRs另外抑制了对热电势的空穴贡献。因此，优化的热功率，连同通过ZGNR-分子-ZGNR结构的声子输运的抑制，在室温下产生热电优值系数ZT ~ 0.5，并且在液氮温度以下产生0.5 < ZT < 2.5。使用非平衡格林函数形式主义结合密度泛函理论，最近扩展到多终端设备，我们展示了如何传输谐振也可以操纵施加到第三ZGNR电极的电压，作为顶栅覆盖分子环，调整ZT的值。
2011-03-02 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric Hall conductivity and figure of merit in Dirac/Weyl materials
我们计算了三维狄拉克或外尔半金属的热电响应系数作为磁场、温度和费米能的函数。我们特别关注的热电霍尔系数$α_{xy}$和塞贝克系数$S_{xx}$，这是定义良好，即使在无耗散的限制。我们将$α_{xy}$和$S_{xx}$的行为与传统的薛定谔粒子系统，如杂质半导体的行为进行了对比。引人注目的是，我们发现，狄拉克材料$α_{xy}$获得一个恒定的，量子化的值在足够大的磁场，这是独立的磁场或费米能量，这导致前所未有的增长的热电势和热电的品质因数。我们进一步表明，即使是相对较小的领域，如$ω_c τ\sim 1$（其中$ω_c$是回旋频率和$τ$是散射时间），足以产生一个以上的$100\%$增加的品质因数。
2019-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Unconventional thermoelectric behaviors and enhancement of figure of merit in Rashba spintronic systems
利用线性化Boltzmann方程的精确解研究了强自旋轨道耦合二维Rashba系统的热电输运。揭示了一些不寻常的输运行为。当费米能级$E_{F}$在能带交叉点以上时，电导率呈Drude形式;当费米能级$E_{F}$在能带交叉点以下时，电导率呈非Drude形式，是$E_{F}$的二次函数.当$E_{F}$位于带交叉点附近时，Mott关系破裂。结果表明，当$E_{F}$下降到带交叉点以下时，热电势和热电优值大大增强。这种增强不仅归因于一维类态密度，而且还归因于带交叉点以下的非常规带内弹性散射。这些结果和弛豫时间近似得到的结果之间的差异进行了详细讨论。
2015-06-13 cond-mat.mes-hall
Fibonacci-Engineered Spin and Charge Thermoelectrics in a Long Range Su-Schrieffer-Heeger Chain: A Pathway to Giant Figure of Merit
研究通过 Fibonacci 非周期格点调制及可调 NN/NNN 跃迁扩展 SSH 模型，揭示电荷与自旋通道 ZT 的显著增强，为低维自旋热电器件提供框架。
2025-10-21 cond-mat.mes-hall
Selective Enhancement in Phonon Scattering leads to High Thermoelectric Figure of Merit in ZnO -- Graphene Oxide Core-shell Nanohybrids
ZnO是一种很有前途的环境友好热电材料。然而，需要解决差的TE品质因数（zT）以实现用于商业应用的显著TE效率。在这里，我们证明了声子散射的选择性增强导致RGO封装的Al掺杂的ZnO核壳纳米杂化物的zT增加，通过一个简单的和可扩展的方法合成。已经发现，将1原子%的Al与1.5重量%的RGO结合到ZnO（AGZO）中显示出zT（在1100 K下=0.52）的显著增强，这与裸未掺杂ZnO相比大一个数量级。光致发光和X-射线光电子能谱学测量证实，RGO封装显着淬灭ZnO中的表面氧空位随着新的间隙Zn施主态的成核。Tunneling光谱表明，裸ZnO的带隙为~ 3.4 eV，在RGO封装后有效地降低到~ 0.5 eV，促进电荷传输。电导率的提高也得益于使用放电等离子体烧结方法实现的超过95%的致密化，这有助于将GO还原成RGO。相同的Al掺杂和RGO盖帽协同地通过增强的声子-声子和点缺陷-声子散射来大幅降低热导率。这些对电导率和热导率的相反影响提高了功率因数以及zT值。总之，本研究为氧化物- RGO热电材料的合成提供了一条切实可行的路线，可用于高温热电发电。
2021-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric performance of granular semiconductors
本文研究了晶粒间具有弱隧穿电导的半导体颗粒的热电性质，g_t < 1。我们计算的热电势和品质因数考虑到转移的化学势和费米表面附近的状态密度的不对称性，由于n-或p-型掺杂的Efros-Shklovskii制度的温度小于充电能量。我们发现，对于弱耦合半导体晶粒的品质因数是优化的典型材料的晶粒尺寸为5 nm的顺序，其值可以大于1。我们还研究了补偿颗粒半导体的情况下，并表明，在这种情况下，热电势仍然可以是有限的，虽然两到三个数量级小于在未补偿制度。
2009-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large thermoelectric power and figure of merit in a ferromagnetic-quantum dot-superconducting device
我们研究了耦合到铁磁和超导电极的量子点的热电性质。在铁磁-量子点界面处的自旋极化隧穿和塞曼分裂量子点能级的外部磁场的应用的组合导致热电势（塞贝克系数）的大值。重要的是，热电势可以通过连接到点的外部栅极电压来调节。我们计算了衡量热电转换效率的品质因数，发现它达到了很高的值。我们讨论了Andreev反射过程和准粒子隧穿进出超导接触的不同贡献。此外，我们得到的磁热电势和自旋Seebeck效应，这表明，在我们的设备中的自旋电流可以控制的温度梯度的戏剧性的变化。
2016-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Thermoelectric coefficients and the figure of merit for large open quantum dots
我们考虑在相位相干输运极限下混沌或无序量子点的热电响应，用随机矩阵理论进行统计描述。我们计算的热电系数（Seebeck $S$和Peltier $Π$）的全分布，和热电优值$ZT$，在任意温度和外部磁场的大开口点，当模式的数量在左，右引线（$N_{\rm L}$和$N_{\rm R}$）是大的。计算结果表明，热电系数和$ZT$在温度为无功能量的一半时最大，而磁场可以忽略不计。它们即使在最大值时也很小，但在所有温度下都表现出一种普适性，即它们不依赖于左右导联$(N_{\rm L}-N_{\rm R})$之间的不对称性，尽管它们依赖于$(N_{\rm L}+N_{\rm R})$。
2019-01-22 cond-mat.mes-hall nlin.CD quant-ph
First-principles calculation of the thermoelectric figure of merit for [2,2]paracyclophane-based single-molecule junctions
本文从理论上研究了基于{[} 2，2 {]}对位环芳的单分子结的热电输运。结合电子和振动结构，从密度泛函理论（DFT），与非平衡格林函数技术，使我们能够在第一原理水平上处理电子和声子输运性质。对于电子部分，我们包括一个近似的自能校正，基于DFT+ $Σ$方法。这使我们能够对进入热电优值$ZT$的所有线性响应传输系数进行可靠的预测。对环芳烷衍生物通过连接不同的官能团在调节其化学性质方面提供了很大的灵活性。我们表明，对于特定的分子，官能团主要影响热电势，允许调整其符号和绝对值。我们预测，裸paracyclophane的官能化导致大大增强的电子贡献$Z_{\mathrm{el}}T$的品质因数。然而，声子对热导率的高贡献强烈抑制了$ZT$。我们的工作表明，包括声子热导的重要性，任何现实的估计的$ZT$非共振分子输运结。此外，它显示了一系列可用分子的热电性能的化学调谐的可能性，导致同样执行空穴和电子导电结基于相同的分子框架。
2015-03-07 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric transport properties of a T-shaped double quantum dot system in the Coulomb blockade regime
研究了用广义Anderson哈密顿量描述的T型双量子点系统的热电性质。系统的电导（G）和基本的热电参数，如塞贝克系数（$S$）和热导率（$κ$），以及系统的热电品质因数（ZT）的数值估计的基础上的格林函数形式主义，包括贡献高达Hartree-Fock水平。我们的研究结果占有限的现场库仑相互作用项在两个组件量子点，并讨论了各种方式导致增强的热电品质因数的系统。我们表明，在库仑阻塞制度的法诺共振的存在下是负责强烈违反的Wiedemann-Franz定律和系统的品质因数（$ZT$）的相当大的增强。
2014-12-01 cond-mat.mes-hall
Three-terminal semiconductor junction thermoelectric devices: improving performance
提出了一种基于$p$ - $i$ - $n$半导体结的三端子热电器件，其中本征区安装在通常为玻色子的热端子上。值得注意的是，该设备的品质因数还取决于参与运输过程的{ \em玻色子}的能量分布，除了电子的。当相关分布较窄且电子-玻色子耦合较强（例如对于光学声子）时，可以获得增强的品质因数。我们研究的条件下，三端结的品质因数可以大于通常的热电器件由相同的材料制成。提出了一种基于Bi $_2$ Te $_3$ /Si超晶格的高品质因数的可能结构。
2013-07-24 cond-mat.mes-hall
On conditios of high figure of merit and methods of search for promising superlattice thermoelectric materials
本文严格计算了超晶格热电材料（SL TEM）在费米面（FS）任意开度下，其能谱的实三维性和非抛物性的优值，结果表明，在300- 500 K温度范围内，SL TEM的优值随FS开度的增大而急剧增大。然而，由于热导率的晶格分量的存在，SL TEM的品质因数对层间距离有相当大的响应，并且随着层间距离的增加而急剧下降。此外，对同一种材料，还计算了制冷机在最简模型框架下的性能系数。它被建立，如果材料带谱Fivaz模型描述，性能系数急剧增加的水平的开放性FS和瞬态FS的情况下，它达到1.9之间的温度为300和230 K。然而，SL TEM的层之间的距离增加2倍，它下降到0.4基于所获得的标准，四种方法的搜索有前途的SL TEM与使用的量化磁场提出。
2015-09-06 cond-mat.mes-hall
Substantial enhancement in thermoelectric figure-of-merit of half Heusler ZrNiPb alloys
三元半Heusler合金是近年来研究的热点之一，其热电优值（ZT）的提高是研究的重点。特别令人感兴趣的是ZrNiPb基半赫斯勒（HH）合金，其中在773 K的ZT = 0.7的最佳值已通过共掺杂Sn和Bi在Pb位实现。在这项工作中，我们确定了一个优秀的ZT为1.3的ZrNi1+ xPb0.38Sn0.6Bi0.02（x= 0.03，在773 K）复合合金。这是通过在HH基质中引入全Heusler（FH）的次要相来协同调节电子和热性质来实现的。这些富Ni的ZrNi 1+合金通过电弧熔化合成，然后通过火花等离子烧结（SPS）固结。xPb0.38Sn0.6Bi0.02通过XRD和SEM表征了这些合金，其显示了包括HH基质相和FH第二次次要相的纳米复合材料的形成。ZT的提高主要归因于功率因数的同步提高和热导率的约25%的降低。还计算了所有样品的热电相容性因子（S）。理论计算的热电器件效率最好的样品ZrNi 1.03 Pb 0.38 Sn 0.6 Bi 0.02估计为13.6%。我们的研究结果表明，通过成分调整方法在HH化合物中进行控制微调将导致新的非化学计量HH相，其具有增强的ZT值，用于高效的热电器件制造。
2022-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Inhomogeneous Thermal Conductivity Enhances Thermoelectric Cooling
我们从理论上研究了热电冷却性能的增强，在热电装置的材料具有不均匀的热导率，超出了通常的做法，提高热电优值ZT。这种热电器件中焦耳热的耗散是不对称的，这可以产生更好的热电冷却性能。虽然热电优值和性能系数仅略有提高，但最大冷却功率和最大冷却温差都可以显著提高。这一发现可用于增加冷端的热吸收。焦耳热的不对称耗散也导致热整流。
2014-06-26 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric effects in a double quantum dot system weakly coupled to ferromagnetic leads
分析了弱耦合双量子点串联系统与铁磁导线的热电效应。通过Hubbard算子得到了电导、热导和热系数的形式表达式。结果表明，虽然热功率是独立的极化的引线，品质因数是由极化的增加减少。温度和点间隧穿对品质因数的影响也进行了研究，并观察到，点间隧穿强度的增加导致品质因数的降低。分析了温度对导热系数的影响。
2012-04-17 cond-mat.mes-hall
Thermoelectricity by Perfectly Conducting Channels in Quantum Spin Hall Systems
在窄带几何条件下，研究了二维量子自旋霍尔系统的热电输运。我们发现，在高温下，在体状态的电子占主导地位。通过降低温度，“完美传导”的边缘通道变得占主导地位，并且发生体到边缘的交叉。相应地，通过降低温度，品质因数首先降低，然后由于边缘状态主导的热电输运而再次增加。
2010-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric figure of merit enhancement in dissipative superlattice structures
利用非相干量子输运理论，我们研究了线性工作状态下耗散超晶格结构的热电性能。使用{ \it{dissipative} }非平衡格林函数形式主义耦合自洽与泊松方程，我们报告了一个增强的品质因数$zT$在多势垒器件设计。建议的增强，我们表明，是通过非相干传输触发的电子热导急剧减少的结果。我们表明，最大的$zT$值为18可以通过列入非相干弹性散射过程实现。塞贝克系数也有合理的增强，最大值为$1000~μV/K$，这归因于非相干输运引起的电子滤波的增强。明显的是，随着超晶格长度的增加，热传导急剧降低，尽管功率因数显示出整体退化。虽然已知界面的存在会杀死声子热传导，但我们的分析表明，超晶格结构中的非相干过程也可以有效地杀死电子热传导。我们相信，这里提出的分析可以设置一个阶段，以更好地了解异质结构热电器件的电子工程中的非相干散射和相干量子过程之间的相互作用。
2020-06-28 cond-mat.mes-hall
Semiclassical Electron and Phonon Transport from First Principles: Application to Layered Thermoelectrics
本文综述了基于第一性原理和半经典玻尔兹曼输运方程计算设计热电材料的方法，并以锡和锗硒化物层状热电材料为例，展示了热电优值的确定流程与实用评估指南。
2023-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bulk Nanocrystalline Thermoelectrics Based on Bi-Sb-Te Solid Solution
采用不同的球磨工艺制备了粒径约为10 nm的p-Bi-Sb-Te纳米粉体。在不同条件下的冷压和热压以及SPS工艺用于将粉末固结成块状纳米结构和纳米复合材料。由于再结晶而使纳米颗粒生长减慢的主要因素是温度和压制持续时间的降低、压力的增加以及小价值添加剂（如MoS 2、热膨胀石墨或富勒烯）的添加。采用SPS方法制备的Bi_（0，4）Sb_（1，6）Te_3块体纳米结构的热电优值ZT=1.22（360 K）。从理论上研究了BixSb_（2-x）Te_3基块体纳米晶半导体热电效率提高的机理。纳米晶粒尺寸的减小可以导致热电优值的改善。BixSb_（2-x）Te_3块体纳米结构中的电导率、热导率和热电势随纳米颗粒尺寸的变化关系与实验数据吻合较好。
2012-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric transport through Majorana bound states and violation of Wiedemann-Franz law
我们研究的热电输运通过Kitaev链托管马约拉纳束缚态（MBS）在其两端的功能。我们描述了两种不同的配置MBS和正常的电流引线之间的塞贝克系数和ZT品质因数的行为。我们发现一个重要的违反Wiedemann-Franz定律，在这些几何形状之一，导致相当大的值的热电效率在一个狭窄的窗口中的化学势远离中性。这些发现可能会导致有趣的热电为基础的MBS检测设备，通过测量的塞贝克系数和品质因数。
2016-08-06 cond-mat.mes-hall
Line Edge Roughness Effects on the Thermoelectric Properties of Armchair Black Phosphorene Nanoribbons
本研究利用紧束缚方法与非平衡格林函数技术，探究线边缘粗糙度对扶手椅型黑磷烯纳米带热电性能的影响，发现功率因子和优值系数随尺寸变化，且短窄与长宽纳米带优值更高。
2025-01-23 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric properties of a weakly coupled quantum dot: enhanced thermoelectric efficiency
研究了在库仑阻塞条件下，弱耦合于两个电子库的多能级量子点的热电系数。给出了功率因数和品质因数的详细计算和解析表达式。我们将我们的兴趣限制到连续能级之间的能量分离比热能大得多的极限（即，量子极限），我们报告了一个巨大的增强的品质因数由于违反Wiedemann-Franz法律时，声子冻结。我们指出了零维电子和声子对热导的贡献的相似性。这两种贡献都表现出激活行为。我们的研究结果表明，电子和声子限制效应的控制可以导致纳米结构具有改善的热电性能。
2010-09-21 cond-mat.mes-hall
Holey topological thermoelectrics
本文研究了三维多孔拓扑绝缘体的热电性能。我们表明，在高密度的这些孔的热电优值ZT可以是大的，由于导电表面和抑制声子热导率的贡献。最大效率可以通过隧穿或外部磁场在表面态色散中诱导的能隙来调谐。ZT的大值，远远高于合理的参数的统一，使该系统在纳米器件的热管理中的应用，特别是在低温下的一个强有力的候选人。
2011-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resonant enhancement in nanostructured thermoelectric performance via electronic thermal conductivity engineering
使用的不对称加宽的传输分布，谐振结构的特性，提出了作为一种途径，工程师的电子热导率的降低，从而提高了纳米结构热电的电子品质因数。使用玩具模型，我们首先证明，这种不对称加宽导致的热导率下降可能确实会导致电子品质因数在理想情况下超过1000，在现实情况下超过10。然后，我们通过采用与局部密度近似下的密度泛函理论计算相匹配的具有边缘校正的紧密结合框架，使用石墨烯纳米带设计的现实共振结构来证实。在这种现实的结构中计算的品质因数超过10进一步加强了概念，并设定了一个有前途的方向，使用纳米带结构，工程师在电子热导率的有利降低。
2016-08-16 cond-mat.mes-hall
Statistical analysis of the figure of merit of a two-level thermoelectric system: a random matrix approach
使用随机矩阵理论的工具，我们开发了一个统计分析的热电低维系统的输运性质的两个电子库设置在不同的温度和化学势，并通过一个低密度的状态的两个能级量子点，作为一个导电的混沌腔连接。我们的确切治疗的混沌行为在这样的设备在于散射矩阵形式主义和收益率的联合概率分布函数的塞贝克系数和传输配置文件，以及边缘分布，在任意费米能量的解析表达式。散射矩阵属于圆形系综，我们采样数值计算的传输函数，塞贝克系数，以及它们之间的关系。精确的输运系数的概率分布被发现是高度非高斯的少量的传导模式，和分析和数值结果是非常吻合的。系统的性能也进行了研究，我们发现，最佳的性能是获得半透明量子点，进一步，这种最佳可能会提高系统的导电模式少。
2016-07-07 cond-mat.mes-hall
Gate voltage controlled thermoelectric figure of merit in three-dimensional topological insulator nanowires
研究了三维拓扑绝缘体纳米线表面态的热电性质。利用紧束缚哈密顿量结合非平衡格林函数方法，得到了Seebeck系数$S_c$和无量纲热电优值$ZT$.它们强烈地依赖于栅极电压以及纵向和垂直磁场。通过改变栅极电压或磁场，可以容易地控制$S_c$和$ZT$的值。在零磁场和零栅压下，或在大垂直磁场和非零栅压下，$ZT$具有较大的值。由于电子-空穴对称性，$S_c$是费米能量的奇函数，而$ZT$是偶函数，与磁场无关。当量化的透射系数从一个平台跳到另一个平台时，$S_c$和$ZT$示出峰值。当费米能级在狄拉克点附近时，出现最高峰。在零垂直磁场和零栅压下，对于纵向磁通量$ϕ_{\parallel} = 0 $和$π$，$S_C$的$n$第h峰的高度分别为$\frac{k_B}{e}\texttt{ln}2/(|n|+1/2)$和$\frac{k_B}{e}\texttt{ln}2/|n|$。最后，我们还研究了障碍的影响，发现$S_c$和$ZT$对障碍是鲁棒的。特别地，即使在强无序下，大值的$ZT$也可以存活。这些特性（$ZT$具有大的值、易于调节和对无序具有鲁棒性）对于热电的应用是非常有益的。
2018-03-28 cond-mat.mes-hall
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
The Impact of Geometric Blockade on Thermoelectric Transport in Triangular Triple Quantum Dots
The Renmin University of China（中国人民大学）
研究揭示了几何阻塞对三角三量子点热电输运的影响，发现低温下几何阻塞缓解可显著提升热电优值。
2026-01-31 cond-mat.mes-hall
Large enhancement of thermoelectric effects in a double quantum dot system due to interference and Coulomb correlation phenomena
从理论上研究了外磁/磁引线耦合的双量子点系统中的热电效应。基本的热电输运特性，如热功率，电子的贡献，热导，和相应的品质因数，已经计算的线性响应理论和格林函数形式主义在Hartree-Fock近似库仑相互作用。发现由于库仑阻塞的作用，热效率（ZT值）得到了提高，量子干涉效应使ZT值进一步显著提高。库仑关联和干涉效应都导致了对Wiedemann-Franz定律的强烈违反。分析了自旋相关输运和自旋偏置对热电效应的影响，特别是对Seebeck效应和自旋Seebeck效应的影响。
2012-02-28 cond-mat.mes-hall
Control of thermoelectric properties of phase-coherent molecular wires
我们演示了如何氧化还原控制的分子内量子干涉相位相干分子线可以用来提高热电势（塞贝克系数）S和热电系数的优点ZT的单分子连接到纳米间隙电极。利用第一性原理理论，我们研究了一族九个分子的热电性质，这是由二硫醇封端的低聚（苯乙炔）（OPEs）含有各种中心单元。独特的是，该家族的一个分子具有通过三键连接到与金电极结合的末端硫原子的基于共轭并苯的中心骨架，并包含完全共轭的氢醌中心单元。我们表明，S和电子贡献ZelT的品质因数ZT可以显着提高通过氧化的氢醌，以产生第二个分子，它具有交叉共轭蒽醌中心单元。这种增强源于前者的π共轭到后者的交叉共轭的转换，这促进了费米能处尖锐的反共振的出现。与其余七个共轭分子的热电性能的比较表明，如此大的S和ZelT值是前所未有的。我们还评估了声子对热导的贡献，这使我们能够计算完整的品质因数ZT = ZelT/（1 + \k{appa} p/ \k{appa} el），其中\k{appa} p是声子对热导的贡献，\k{appa} el是电子贡献。对于非结构化金电极，需要\k{appa} p/ \k{appa} el >> 1，因此需要降低\k{appa} p的策略以实现最高可能的品质因数。
2015-09-09 cond-mat.mes-hall
Emergent topological fields and relativistic phonons within the thermoelectricity in topological insulators
拓扑绝缘体是目前最好的热电材料，其高效率的热电响应与拓扑边缘态有关。然而，为了解释它们的优值，拓扑电子、熵和声子的共存不能被独立地考虑。在一个背景下，把电动力学和拓扑结构，通过表达的拓扑内禀场，我们对待相对论声子的拓扑表面内显示其调制的Berry曲率的频带，然后发挥根本性的作用，在热电效应。最后，我们展示了如何在这种相对论热激发下的拓扑绝缘体保持时间反演对称性，允许在高温下观察到高品质因数。这种新的内在拓扑场和其他约束的出现适合于具有实验结果，从而为基于它们的技术提高这种拓扑效应的效率开辟了新的可能性。
2020-10-15 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric properties of two-dimensional Dirac materials
我们进行玻尔兹曼输运计算，以获得Seebeck系数，电导率，电子热导率，和热电优值（ZT）的狄拉克系统。我们发现，由于间隙开放，ZT增强。当声子热导率足够小时，带隙狄拉克系统的最佳ZT可以大于1，这对于热电应用是有利的。
2018-10-03 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric transport properties in graphene connected molecular junctions
我们研究了由单个量子点耦合到石墨烯外引线组成的分子结的主要热电性质的电子贡献。系统电导率（G）、塞贝克系数（$S$）和热导率（$κ$）基于格林函数形式主义（包括高达Hartree-Fock水平的贡献）进行数值计算。我们认为该系统导致由纯石墨烯或缺口石墨烯制成。为了描述间隙石墨烯电极中的自由电子，我们分别使用了两种可能的情况，即大质量间隙情况和无质量间隙情况。在所有情况下，法诺效应是负责一个强烈的违反Wiedemann-Franz定律，我们发现了一个显着增加的系统品质因数$ZT$由于系统的热系数急剧下降。在带隙石墨烯电极的情况下，系统品质因数在$Δ/D\sim$ 0.002（大质量间隙情形）和$Δ/D\sim$ 0.0026（无质量间隙情形）的量级的能隙的最佳值处呈现最大值。此外，在所有情况下，系统品质因数都与温度有关。
2017-10-04 cond-mat.mes-hall
Enhancement of thermoelectric performance of a nanoribbon made of alpha-$\mathcal{T}_3$ lattice
我们提出了一个锯齿形的α- $\mathcal{T}_3$晶格纳米粒子的电子和输运性质。我们特别关注的是边缘模式（从平坦到色散）的连续演化对热电输运性质的影响。与石墨烯纳米晶的情况不同，$α-\mathcal{T}_3$晶格的锯齿形纳米晶可以在特定宽度的带的两个谷处具有一对色散（手性）边缘模式。此外，取决于宽度，间隙打开也可以发生在两个谷处。手征边缘模的斜率和能隙强烈地依赖于系统中存在的两种希望参数的相对强度。我们计算相应的传输系数，如电导，热电势，热导率和热电优值，通过使用紧束缚格林函数形式主义，以探讨色散边缘模式的作用。研究发现，通过适当控制边缘模式，可以显著提高热电势和热电优值。与石墨烯的情况相比，在合适的参数范围下，品质因数可以提高十倍。最后，我们揭示了线缺陷的存在下，靠近边缘，可以造成显着的影响，以及对电导的边缘模式。然而，热电对这种缺陷相对不太敏感。
2019-08-18 cond-mat.mes-hall
$\textit{Ab initio}$ study of electron mean free paths and thermoelectric properties of lead telluride
最近几年，碲化铅（PbTe）的热电品质因数通过纳米结构化得到了显著提高。尽管实验进展，目前的理解电子输运在碲化铅是基于能带结构计算使用第一原理与常数弛豫时间近似或经验模型，都依赖于可调参数通过拟合实验数据。在这里，我们报告的电子和声子输运性质的无参数第一性原理计算的PbTe，包括模式模式的电子-声子散射分析，导致详细的信息，电子的平均自由程和不同的平均自由程的电子和声子在PbTe的热电输运性质的贡献。这些信息将有助于合理使用和优化纳米结构，以实现高热电优值。
2017-09-25 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Thermoelectric performance of strongly-correlated quantum impurity models
我们推导出渐近精确的表达式的热电势和品质因数的量子杂质连接两个非相互作用的引线在线性响应制度的化学势和温度之间的差异是小的。基于单粒子杂质谱函数的求和规则，这些表达式在高温下以及在非常强的相关制度中变得精确，其中杂质库仑排斥比温度大得多。虽然适度的相互作用阻碍热电性能，一个非常大的库仑尺度恢复非相互作用的电子的最佳传输特性，虽然重整化，以占杂质中没有双占用。与不相互作用的电子一样，电子对品质因数的贡献仅受杂质和引线之间耦合引起的光谱展宽的限制。
2015-09-22 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric properties of graphene/boron nitride heterostructures
使用密度泛函理论结合格林函数散射方法，我们研究了由交替长度的石墨烯和氮化硼形成的异质纳米带的热电性能。在这样的结构中，氮化硼充当隧道势垒，其弱耦合石墨烯中的状态以形成迷你带。在未掺杂的纳米带中，迷你带相对于费米能对称地定位，并且不会显著增强热电性能。相反，当带掺杂的电子给予或电子接受吸附质，热电势S和电子品质因数提高，可以得到正或负的热电势。在最有利的情况下，用电子给体四硫富瓦烯（TTF）掺杂将室温热电势增加到-284 μv/K，用电子受体四氰基乙烯（TCNE）掺杂将S增加到210 μv/K。包括电子和声子的贡献后的热导，品质因数ZT高达0.9的顺序。
2015-10-04 cond-mat.mes-hall
Thermoelectricity in Quantum-Hall Corbino Structures
我们测量的热电响应的Corbino结构在量子霍尔效应制度，并与理论分析进行比较。所测量的热电电压的定性和定量模拟的基础上的独立测量的电导率表明，它们主要源于电子扩散。电子-声子相互作用不会导致声子阻力的贡献，与早期的霍尔棒实验相反。这意味着一个描述的Onsager系数的基础上，一个单一的传输函数，从热电压和电导率可以预测与一个单一的拟合参数。它还让我们预测热电冷却效率的品质因数，其对于部分填充的朗道能级（LL）变得非常大，并且可以估计品质的高磁场，其对于部分填充的朗道能级和高磁场变得非常大。
2020-08-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Surface decorated silicon nanowires: a route to high-ZT thermoelectrics
基于电子和声子输运的原子论计算，我们提出了使用表面修饰的硅纳米线（SiNWs）的热电应用。研究了两个表面修饰的例子来说明潜在的deas：纳米树和烷基官能化的硅纳米线。对于这两个系统，我们发现，（i）的声子电导显着减少相比，电子电导导致高热电品质因数，$ZT$，和（ii）超薄线表面装饰导致显着更好的性能比表面无序。
2009-07-13 cond-mat.mes-hall
