First-principles calculation of electronic density of states and Seebeck coefficient in transition-metal-doped Si-Ge alloys
纳米结构的Fe掺杂Si-Ge合金具有高的$ZT$值和大的Seebeck系数。在这项工作中，在Fe掺杂的Si-Ge系统中的大塞贝克系数定性地再现从计算的电子态密度，其中的混合泛函，HSE 06，用于交换相关功能，以及一个特殊的准随机结构（SQS）的无序原子配置。此外，通过用其他过渡金属（例如Mn、Co、Ni、Cu、Zn和Au）替代Fe，探索了在Si-Ge合金系统中产生更大的塞贝克系数的更好的掺杂剂。
2020-01-28 cond-mat.mtrl-sci
A First-principles approach to predict Seebeck coefficients: Application to La3-xTe4
由Cutler和Mott给出的用微分电导率表示的塞贝克系数的理论描述是后来用热电输运理论的传输函数表示的工作的基础。另一方面，最近的研究在文献中已经显示了塞贝克系数和电子的化学势之间的关系。在这项工作中，这个关系是严格地从基本热力学推导出来的，并提出了一个形式主义的参数计算的塞贝克系数的基础上的电子态密度从第一性原理计算。以n型La 3-xTe 4热电材料为原型，给出了数值计算结果。在刚性能带近似下，计算得到的La 3-xTe 4的Seebeck系数随载流子浓度的温度变化关系与实验结果吻合得很好。
2017-08-02 cond-mat.mtrl-sci
Charge carrier density, mobility and Seebeck coefficient of melt-grown bulk ZnGa2O4 single crystals
在10 ~ 310 K温度范围内测量了熔融生长的ZnGa 2 O 4单晶的载流子密度、迁移率和Seebeck系数随温度的变化关系。室温下的电导率约为s = 286 S/cm，这是由于非意图掺杂引起的高电子浓度n = 3.26*10^（19）cm^（-3）。室温下的迁移率为μ = 55 cm^2/Vs，而当温度低于180 K时，电离杂质的散射将迁移率限制为μ =62 cm^2/Vs。在室温下，Seebeck系数为S_（ZnGa_2 O_4-Al）=（-125+-2）μ V/K，并表现出简并半导体的温度依赖性。在低温下，约60 K，我们观察到的最大值的塞贝克系数由于声子拖曳效应。
2020-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Tackling Challenges in Seebeck Coefficient Measurement of Ultra-High Resistance Samples with an AC Technique
Seebeck系数是一个被广泛研究的半导体性质。传统的塞贝克系数测量是基于直流电压测量。通常，这是在具有低于几个Mohm水平的低电阻的样品上执行的。同时，某些半导体是高本征和高电阻的，许多例子可以在光学和光伏材料中找到。最近受到广泛关注的混合卤化物钙钛矿就是一个很好的例子。例如，关于CH 3 NH3 PbI 3的塞贝克系数的可靠研究很少。本文报道了一种基于交流技术的塞贝克系数测量方法，该方法可以对电阻高达100欧姆的样品进行高质量的电压测量。这是通过专门设计的设置来实现的，以增强样品隔离并减少仪表负载。作为示范，我们在黑暗下进行了CH 3 NH3 PbI 3薄膜的塞贝克系数测量，发现S = +550微V/K。这种材料的这种性质以前没有被成功地研究过。
2019-10-31 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Seebeck coefficient of ionic conductors from Bayesian regression analysis
提出基于Green-Kubo理论和贝叶斯回归分析的新方法，通过短时平衡分子动力学模拟准确评估电解质离子塞贝克系数，并利用经验力场和神经网络力场验证了其有效性。
2024-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Origin of coexisting large Seebeck coefficient and metallic conductivity in the electron doped SrTiO$_3$ and KTaO$_3$
我们研究了La掺杂的SrTiO $_3$和Ba掺杂的KTaO $_3$中尽管具有金属导电性，但大的Seebeck系数的起源。计算了SrTiO $_3$和KTaO $_3$的能带结构，并利用Boltzmann方程计算了Seebeck系数。我们的结论是，在这些材料中的$t_{2g}$带的多重性是一个主要的起源，当在一个固定的总掺杂电子数比较，塞贝克系数，从而功率因数是在多带系统比在单带的，因为掺杂的电子带的数量{ \it每带}是较小的。我们还发现，第二最近邻跳跃积分，这通常有负值，在这些材料和破坏性的塞贝克效应，是几乎相似的KTaO $_3$和SrTiO $_3$，尽管前者的带宽较大。这可能是有利于Ba掺杂的KTaO $_3$中的热电势的另一个因素。
2010-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Simple, Reversible Gradient Seebeck Coefficient Measurement System for 300-600K
自行研制了一套塞贝克系数测量系统，可在300-600 K的温度范围内测量样品在大温差下的热电动势（塞贝克系数）。与大多数已报道的仪器设计不同，该系统没有热壁室，因此更接近实时热电应用条件。该系统由两个黄铜块支撑的加热器组成。这些加热器通过银帽放置在样品的两侧，从而允许单独的温度控制。在样品上施加可逆的温度梯度，并以准静态直流模式进行测量。因此，获得更精确的塞贝克系数测量。
2019-08-15 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
SPS-Sintered NaTaO3-Fe2O3 Composite exhibits Large Seebeck Coefficient and Electric Current
NaTaO_3 - 50wt%Fe_2O_3复合陶瓷在650 K的温度梯度下显示出-300mV的大Seebeck电压，在很宽的温度范围内产生大于-500microV/K的恒定Seebeck系数。我们首次报道了在870 K低温下SPS烧结可以保持-80 microA的短路电流，这使得这种热电材料成为高温应用的可能候选者，高达1623 K。Fe_2O_3与周围NaTaO_3钙钛矿的界面是其良好性能的原因。当使用放电等离子烧结（SPS），本构空位消失，电导率显着增加，产生ZT为0.016。
2013-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Magneto-Seebeck coefficient of Fermi-liquid in three-dimensional Dirac/Weyl semimetal
研究了三维Dirac/Weyl半金属中的无耗散磁Seebeck效应。霍尔电阻率$ρ_{yx}$和热电霍尔系数$α_{xy}$在量子极限处呈现平台，其中电子仅占据零朗道能级。在该条件下，塞贝克系数$S_{xx}\approx ρ_{yx}α_{xy} $的量子振荡被抑制，无质量的费米子被转换为费米液体系统。我们证明了量子极限下的塞贝克系数可以用费米波长和热德布罗意波长的谐波和来表示。
2022-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Determining Spin Polarization of Seebeck Coefficients via Anomalous Nernst Effect
最近，铁磁导体的Seebeck系数被发现是自旋相关的。然而，精确确定其自旋极化的直接方法仍有待开发。在这里，我们导出了反常能斯特系数与反常霍尔角的线性关系，并得到了Seebeck系数的自旋极化率的相关标度因子，这一结果在[Co/Pt]n超晶格中得到了实验验证.基于这种依赖关系，我们还计算了某些铁磁导体的自旋极化Seebeck系数。此外，我们还发现了一种利用铁磁/超导体混合系统中的温度梯度产生纯自旋电流的新机制，可以提高热能转化为自旋电流的效率。
2015-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Longitudinal Seebeck coefficient of the charge ordered layered crystals in a strong quantizing magnetic field
本文测定了电荷有序层状晶体在垂直于层平面的强量子化磁场中的纵向塞贝克系数。考虑了电荷序参量和化学势是磁场感应的振荡函数的条件。计算了两种弛豫时间模型的纵向Seebeck系数：i）恒定弛豫时间和ii）弛豫时间与纵向速度成比例。结果表明，在准经典区域的磁场的情况下的弛豫时间的纵向速度成正比的塞贝克系数是小于恒定的弛豫时间的情况下。在这个区域中，对于选定的问题参数，它不超过4.37 μ \V /K。在强量化磁场的弛豫时间的两个模型的纵向塞贝克系数几乎是相同的。对于选定的问题参数，其最大模为2033 \muV /K。同时，在无序层状晶体中，在准经典区域中，塞贝克系数比电荷有序晶体小大约一个数量级。在强磁场中，无序层状晶体的塞贝克系数比电荷有序晶体小7或9倍。而在超强磁场中，当载流子集中在朗道子带时，两种弛豫时间模型的Seebeck系数模均按渐近规律α_{zz} \proptoB^{-2}趋于零。
2013-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Inelastic effects in molecular junction transport: Scattering and self-consistent calculations for the Seebeck coefficient
在一个简单的模型内研究了分子振动对Seebeck系数的影响。一个散射理论的方法的结果进行了比较，一个完整的自洽非平衡格林函数计划。我们表明，对于一个合理的参数选择，非弹性效应产生的塞贝克系数的结有不可忽略的影响。我们注意到，散射理论的方法可能会失败定量和定性。合理参数的计算结果与最近的测量结果吻合良好[P.Reddy等人，Science 315，1568（2007）]
2007-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Wide range temperature-dependent (80-630 K) study of Hall effect and the Seebeck coefficient of \b{eta}-Ga2O3 single crystals
研究超宽带隙材料的Seebeck系数是一个挑战，但它对于理解电和热传导的基本输运机制是必不可少的。\b{eta} -Ga 2 O 3是高功率光电应用的战略材料。本文报道了Sn掺杂\b{eta} -Ga_2 O_3单晶在宽温度范围（80-630 K）内的塞贝克系数测量。在整个温度范围内的大幅度和负符号的非单调趋势表明电子是主要的载流子。结构和拉曼表征证实了单相和存在的低，中，高频声子模式，分别。作为补充研究，进行了温度相关（90-350 K）霍尔效应测量。霍耳迁移率在T小于135 K时为T1.12，T大于220 K时为T-0.70。从Seebeck系数和电导率分析的激活能显示，由于杂质缺陷的带间传导的存在。室温下的Seebeck系数、功率因数和热导率分别为68.57 microV/K、0.15 microW/K ~ 2cm和14.2W/mK。发现\b{eta} -Ga 2 O 3的品质因数的值为约x。0.01（300 K）。
2020-08-13 cond-mat.mtrl-sci
Seebeck coefficients of half-metallic ferromagnets
在这份报告中，基于Co2的Heusler化合物作为潜在的自旋电压产生材料进行了讨论。该化合物是通过电弧熔炼和随后的退火来合成的。进行了能带结构计算，发现化合物是半金属铁磁体。对样品进行了磁性测定，并测定了居里温度和磁矩。从低温到环境温度测量所有化合物的塞贝克系数。对于选定的化合物高温测量高达900 K进行。
2009-11-03 cond-mat.mtrl-sci
Determining a hopping polarons bandwidth from its Seebeck coefficient: Measuring the disorder energy of a non-crystalline semiconductor
执行多声子跳跃的载流子通常与声子足够强地相互作用以形成极化子。极化子的缓慢运动与缓慢移动的原子位移有关，原子位移严重降低了其输运带的固有宽度。这里的一种手段来估计跳跃极化子带宽从塞贝克系数测量。半导体塞贝克系数的大小通常在室温附近相当大（大于86微伏/K）。然而，根据热力学第三定律，塞贝克系数必须在绝对零度为零。本文研究了跳跃极化子的Seebeck系数向低温区的转变。这种转变的温度和锐度取决于载流子的浓度和它们的输运带的宽度。这一特征提供了一种估计极化子输运带宽度的方法。由于极化子能带的本征展宽非常小，小于特征声子能量，无序半导体中极化子输运带的净宽度接近其跳跃载流子所经历的能量无序，即其无序能量。
2016-11-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Giant Seebeck coefficient in semiconducting single-wall carbon nanotube film
我们在半导体单壁碳纳米管（SWCNT）薄膜中发现了巨大的塞贝克效应，其表现出与商业Bi2Te3合金相当的性能。半导体单壁碳纳米管薄膜的载流子掺杂进一步提高了热电性能。这些结果被复制以及基于一个简单的单壁碳纳米管结模型的第一性原理输运模拟。这些发现为新兴的印刷、全碳、柔性热电设备铺平了道路。
2014-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Colossal Seebeck coefficient of thermoelectric material calculated by space charge effect, and phonon drag background
本文提出基于空间电荷模型，在热电材料晶界内引入多德拜长度并结合声子拖曳效应，成功重现了巨大塞贝克系数、热电子电动势及极性反转现象。
2024-06-19 cond-mat.mtrl-sci
Giant magnetoresistance and spin Seebeck coefficient in zigzag a-graphyne nanoribbons
利用密度泛函理论结合非平衡格林函数方法研究了铁磁石墨-石墨纳米带（ZGNRs）的自旋相关的电学和热电性质.在原始的均匀宽度ZGNRs中获得巨磁阻，并且可以高达10e6%。然而，对于掺杂的系统，大的磁阻行为可能出现在奇数宽度的ZGNR而不是偶数宽度的。这表明ZGNR边缘的掺杂可以在很宽的范围内操纵磁阻。另一个有趣的现象是，在B和N掺杂的均匀宽度ZGNR的自旋塞贝克系数总是大于电荷塞贝克系数，和纯自旋电流热自旋器件可以在特定的温度下实现。
2014-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Seebeck coefficient of liquid water from equilibrium molecular dynamics
本研究提出结合平衡分子动力学与贝叶斯推断的方案计算绝缘流体塞贝克系数，应用于液态SPC/E水的结果与既往NEMD研究吻合，且统计精度估计更可靠。
2023-10-09 cond-mat.mtrl-sci
Determination of spin-dependent Seebeck coefficients of CoFeB/MgO/CoFeB magnetic tunnel junction nanopillars
研究了CoFeB/MgO/CoFeB磁性隧道结（MTJ）在存在温度梯度时的自旋相关Seebeck系数和隧穿磁热电势.热梯度由纳米柱顶部的电加热器产生。发现MTJ上的热功率电压与加热功率成线性关系，并揭示了与隧道磁阻相似的场依赖性。热梯度的幅度是从校准测量结合有限元模拟的热通量。在此基础上，导出了（240 \pm 110）\muV /K量级的大自旋相关Seebeck系数。从介电击穿后的MTJ上的额外测量，对于1.5nm MgO基MTJ纳米柱，可以导出高达90%的隧穿磁热电功率。
2011-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Seebeck Coefficient of Two-dimensional Dirac Electrons in Organic Conductor under Pressure
本文通过二维紧束缚模型研究有机导体α-(BEDT-TTF)₂I₃在压力下狄拉克电子的塞贝克系数，发现其随温度出现正负符号转变，并利用谱电导率阐明微观机制，与实验吻合。
2023-05-10 cond-mat.mtrl-sci
Metal to insulator transition, colossal Seebeck coefficient and ultralow thermal conductivity in solution-processed monodispersed nickel nanoparticles
我们在这里报告金属到绝缘体的转变，巨大的塞贝克系数和超低的热导率（其体积值的0.0057分之一，显着小于许多众所周知的热电材料和硅，显示在热电，电子和光子学的散热的潜在应用）在单分散的良好特征的Ni纳米粒子。因此，热电功率因数和品质因数显着增强相比，他们的散装对应。有趣的是，已经观察到从金属到半导体到最终电绝缘行为的系统交叉，大的负电阻温度系数和n型导电到p型导电的颗粒尺寸减小。这些结果主要归因于金属/有机物界面的形成、局域电子密度的增强以及各种缺陷对电子和声子的多尺度散射。因此，这项研究将开辟一条新的途径，使更好的热电通过纳入这样的纳米粒子在半导体主机。
2020-01-27 cond-mat.mtrl-sci
Molecular Dependence of the Large Seebeck Effect in τ-type Organic Conductors
我们研究了$τ$型有机导体$τ$中的塞贝克效应。（EDO-$S$，$S$-DMEDT-TTF）$_{2}$（AuBr $_{2}$）$_{1+y}$和$τ$-（P-$S$，$S$-DMEDT-TTF）$_{2}$（AuBr $_{2}$）$_{1+y}$，其中EDO-$S$、$S$-DMEDT-TTF和P-$S$、$S$-DMEDT-TTF分别缩写为OOSS和NNSS，无论是实验上还是理论上。在理论上，我们对这两种材料进行了第一性原理能带计算，并建立了双轨道模型，在此基础上计算了Seebeck系数。我们表明，计算的塞贝克系数$S$的温度依赖性是半定量与实验观察一致。在这两种材料中，塞贝克系数的绝对值在某一温度下最大，并且该温度对于NNSS比对于OOSS低。从能带结构的角度来看，我们发现这可以追溯到上，下布丁模具型带之间的带隙的狭窄。另一方面，在低温区的NNSS的塞贝克系数急剧增加，随着温度的升高，这是由于上带的狭窄。热电性能的这些差异证明了通过分子修饰控制能带结构的有效性。
2014-08-12 cond-mat.mtrl-sci
Electronic transport and thermoelectric properties of phosphorene nanodisk under an electric field
塞贝克系数是确定材料热电效率的重要量。磷烯是一种具有褶皱结构的二维材料，这使得其性能各向异性。在这项工作中，磷烯纳米盘（PDisk）与半径为3.1 nm的连接到两个锯齿形磷烯纳米带的研究，数值计算，紧束缚（TB）和非平衡格林函数（NEGF）方法在横向和垂直电场的存在下。我们的研究结果表明，从锯齿形的带状形式的结构的变化，以盘1创建一个能隙的结构，使一个典型的纳米盘的半径为3.1 nm，能隙的大小为3.88 eV。此外，随着这一变化，最大塞贝克系数从1.54增加到2.03 mV/K。此外，我们可以控制电子传输和塞贝克系数的电场的帮助下。数值结果表明，随着电场的增大，透射系数减小，塞贝克系数发生变化。垂直电场对Seebeck系数的影响比横向电场的影响弱。当外加横向电场为0.3 V/nm时，最大Seebeck系数提高到2.09 mV/K。
2022-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric properties of semimetals
在过去的几十年里，重掺杂杂质半导体是热电应用中研究最多的一类材料。它们具有比金属高2-3个数量级的塞贝克系数值，使得它们对于热电应用具有吸引力。半金属通常由于缺乏能带隙而表现出较小的塞贝克系数值。然而，当它们的电子和空穴有效质量存在大的不对称性时，半金属可以具有大的塞贝克系数值。本文利用第一性原理计算研究了一类18种半金属的能带结构，并在常数弛豫时间近似下利用线性化的Boltzmann方程计算了它们的Seebeck系数。我们的结论是，尽管没有带隙，一些半金属是良好的热电性与塞贝克系数值达到高达200 $μ$ V/K。我们分析了经常用来描述材料的热电性能的指标，并表明，有效质量比是一个关键参数，导致高塞贝克系数值的半金属。
2019-05-20 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Positive Seebeck coefficient in highly doped La$_{2-x}$Sr$_x$CuO$_4$ ($x$=0.33); its origin and implication
本文研究了重掺杂非超导La $_{1.67}$ Sr $_{0.33}$ CuO $_4$中的热电（Seebeck和Nernst）响应。尽管费米面具有类似电子的曲率，但塞贝克系数在低温下为正。这样的功能，以前观察到的铜，银，金和锂，是由一个非平凡的能量依赖的散射时间。我们认为，这一功能意味着一个强烈的不对称性之间的寿命的占用和未占用状态沿区对角线和这样的电子-空穴不对称性阻碍形成库珀对沿节点方向在超导基态出现在较低的掺杂水平。
2021-04-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Photo-Seebeck Effect in ZnO
我们研究如何光生载流子有助于热电输运，即光塞贝克效应的性质，在宽禁带氧化物半导体ZnO的第一次。我们用照明光测量电导率和塞贝克系数。光照射显著地改变塞贝克系数以及电导率，其对照射光的光子能量敏感。通过一个简单的并联电路模型，我们计算了光生载流子对电导率和Seebeck系数的贡献，其关系与杂质半导体中的关系非常相似.我们的研究结果还表明，光照射增加的载流子浓度和迁移率，这可以与杂质掺杂的情况下的ZnO。讨论了利用光的热电的未来前景。
2012-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The electronic-structure origin of the anisotropic thermopower of nanolaminated Ti3SiC2 determined by polarized x-ray spectroscopy and Seebeck measurements
纳米叠层材料具有独特的磁性、机械性能和热电性能，在当代科学和技术领域引起了广泛的兴趣。在这里，我们报告的各向异性Seebeck系数在纳米叠层Ti 3SiC 2单晶薄膜和跟踪的起源各向异性的元素特定的电子状态。在块状多晶形式中，Ti 3SiC 2在宽的温度范围内具有几乎为零的塞贝克系数。与此相反，我们发现，在单晶薄膜上测量的Ti 3SiC 2的面内（基底ab）塞贝克系数具有4-6 μ V/K的实质性的正值。采用偏振角相关的X射线光谱和密度泛函理论相结合，我们直接显示在固有的纳米Ti 3SiC 2单晶薄膜作为模型系统的电子结构各向异性。在基底ab平面中的费米能级处的Ti 3d和C 2 p态的密度比沿c轴高约40%。塞贝克系数与接近费米能级的电子和空穴带有关，但与基态密度泛函理论建模相反，电子结构也受需要考虑的声子的影响。在基面中的元素特定的电子职业的塞贝克系数的正贡献被补偿的73%增强的Si 3d电子状态在整个层压平面，引起负塞贝克系数在该方向上。沿c轴的频率比沿基底ab平面的频率高三到四倍的强声子振动模式也通过Si原子的不对称平均位移影响电子布居和测量光谱。这些结果构成了实验证据，解释了为什么平均塞贝克系数的Ti 3SiC 2在多晶是可以忽略不计的在一个很宽的温度范围内。
2012-05-22 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Enhanced Seebeck coefficient by a filling-induced Lifshitz transition in KxRhO2
我们系统地测量了层状铑氧化物KPDMATHABMM RhO $_{2}$单晶（$0.5\lesssim x \lesssim 0.67$）的输运性质，它与热电氧化物Na $_{x}$ CoO $_{2}$是同构的。我们发现，低于$x = 0.64$的塞贝克系数是在低温下，随着$x$的增加，而它是成比例的温度像一个传统的金属以上$x=0.65$，这表明存在一个临界含量$x^{*} \simeq 0.65$。对于这种反常行为的起源，我们讨论了填充诱导的Lifshitz转变，其特征在于在临界含量$x^*$的圆柱孔费米表面的突然拓扑变化。
2019-01-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Revisiting Theoretical Modeling of Seebeck Coefficient of Semiconductors
针对现有塞贝克系数模型的热力学缺陷，提出基于漂移扩散方程和索雷特效应的可逆模型，在近平衡态下给出理论下限，并与实验数据吻合良好。
2026-06-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
High Seebeck coefficient and ultra-low lattice thermal conductivity in Cs2InAgCl6
用第一性原理研究了铟基双钙钛矿卤化物Cs_2InAgCl_6的弹性、电子和热电性质。发现Cs 2InAgCl 6是弹性稳定、韧性、各向异性且硬度相对较低的材料。TB-mBJ泛函计算的直接带隙3.67 eV与实验测量值3.3 eV相当一致，但PBE泛函低估了1.483 eV的带隙。弛豫时间和晶格热导率已经通过使用弛豫时间近似（RTA）的超原胞方法计算。晶格热导率（\k{appa} 1）非常低（0.2 Wm-1K-1）。在大加权相空间中的相当低的声子群速度和高的非谐性（大的声子散射）是小的\k{appa} l的原因。室温塞贝克系数为199 μ VK-1。如此高的Seebeck系数是由平坦的导带和大的带隙共同作用的结果。在300K时，PBE和TB-mBJ的功率因数分别为~29和~31 mWm-1K-2，相应的Cs_2BiAgCl_6的热电优值分别为0.71和0.72。然而，在700K下获得的最大ZT值为~0.74。结果表明，Cs_2InAgCl_6是一种很有前途的热电材料。
2018-02-20 cond-mat.mtrl-sci
Seebeck effect of Dirac electrons
基于线性响应理论和Luttinger引力势，研究了三维Dirac电子系统中的Seebeck效应。塞贝克系数$S$由$S = L_{12} / L_{11} T$定义，其中$T$是温度，并且$L_{11}$和$L_{12}$分别是充电电流对电场和温度梯度的纵向响应系数; $L_{11}$是电导率，并且$L_{12}$是热电电导率。考虑随机分布的杂质势作为电子动量弛豫的源，从微观上计算了杂质对$L_{11}$和$L_{12}$的弛豫速率和顶点修正.它被证实，$L_{11}$和$L_{12}$是通过莫特的公式在低温下，当化学势高于间隙（$|μ| > Δ$），不管狄拉克电子的线性色散和非常规的电子寿命的能量依赖性。另一方面，当化学势位于带隙（$|μ| < Δ$），塞贝克系数的行为就像在传统的半导体：它的依赖于化学势$μ$和温度$T$的$S \propto (Δ- μ) / \kB T$为$μ> 0$部分捕获。通过假定掺杂铋，塞贝克系数在$Δ= 15 \,\mathrm{m eV}$的$T \simeq 8.7\,\mathrm{K}$处取相对大的值$|S| \simeq 1.7 \,\mathrm{m V/K}$。
2021-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Seebeck Effect in Magnetic Tunnel Junctions
在磁性纳米结构中产生温度梯度导致了一个新的研究方向，即，磁效应和热电效应的结合。在这里，我们证明了这一类的一个重要的效果：磁塞贝克效应的观察。它被观察到时，磁配置改变电荷的塞贝克系数。特别地，塞贝克系数在隧道结中从平行磁配置过渡到反平行磁配置期间改变。在这方面，它类似于隧道磁阻。在平行和反平行配置的塞贝克系数是在从电荷塞贝克效应已知的电压的顺序。效应的大小和符号可以通过与阻挡层相邻的电极原子层的组成和温度来控制。在实验上，我们实现了8.8%的磁塞贝克效应，这是由于从反平行方向到平行方向的电压变化约为-8.7 μV/K，接近预测值-12.1 μV/K。
2011-07-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Thermodynamics of the heat currents in the longitudinal spin Seebeck and spin Peltier effects
我们采用电流和力的非平衡热力学来描述Pt/YIG双层膜中自旋电流引起的热输运。从Pt和YIG中磁化电流的本构方程出发，推导出磁化势和磁化电流。我们应用该理论的自旋Peltier实验中，自旋电流，产生的自旋霍尔效应在Pt，注入到YIG。我们发现，有效的注入时，获得：i）每层的厚度大于其扩散长度：$t_{Pt} > l_{Pt}$和$t_{YIG} > l_{YIG}$和ii）的比例$(l_{Pt}/τ_{Pt})/(l_{YIG}/τ_{YIG})$是小的，其中$τ_i$是固有阻尼（$i=Pt, YIG$）的时间常数。最后，我们推导出绝热条件下的温度分布。效应的尺度由与Pt中的电流成比例的参数$ΔT_{SH}$给出。使用Pt和YIG的已知参数，我们估计了$ΔT_{SH}/j_e = 4 \cdot 10^{-13}$ KA $^{-1}$ m $^2$。这个值与自旋珀耳帖实验的值在同一数量级。
2016-12-20 cond-mat.mtrl-sci
Roles of non-local electron-phonon coupling on the electrical conductivity and Seebeck coefficient: a TD-DMRG study
该研究利用 TD-DMRG 与 Holstein–Peierls 模型分析非局域电子-声子耦合，揭示其主要影响电导率而非塞贝克系数，并确定最佳功率因子掺杂区间为 3%–10%。
2023-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical expectation of large Seebeck effect in PtAs$_2$ and PtP$_2$
受最近在%a %黄铁矿材料PtSb $_2$中观察到的良好热电性能的启发，我们从理论上研究了相关的黄铁矿材料，试图找到% a %更好的热电材料。我们的目标是寻求一种材料，克服了抑制塞贝克系数在高温下。在PtSb $_2$中。我们发现，PtAs $_2$和PtP $_2$是很好的候选者，其中一个更大的带隙比在PtSb $_2$结合整体平坦的带顶产生一个单调增加的塞贝克系数到高温。最近，空穴掺杂的PtAs $_2$证实了这一预期，其中观察到T=440 K时非常大的功率因数为$\sim$ 65 $μ$ W/cmK $^2$。
2013-08-15 cond-mat.mtrl-sci
Apparatus for Seebeck coefficient measurement of wire, thin film and bulk materials in the wide temperature range (80-650K)
设计并研制了一种塞贝克系数测量装置，该装置能在较宽的温度范围（80 - 650 K）内同时测量低温和高温样品的塞贝克系数。当样品具有不同的几何形状和电子结构时，降低样品保持器和数据收集的技术设计的复杂性一直是在单个仪器中实现的挑战。我们独特设计的带压力探头的样品架可测量不同形状的样品（线材、薄膜和颗粒）以及不同电阻率范围的样品（金属、半导体和绝缘体）。它适用于不同样品尺寸（3-12 mm）的表征。采用由双通道源仪表供电的双加热器配置，用于在整个温度范围内保持样品上的所需恒定温差。两个K型热电偶用于通过利用多通道数字万用表的不同通道同时读取温度和塞贝克电压。系统的校准已经进行了使用康铜，铬镍合金和镍铝合金材料和记录的数据被发现是非常准确的，与以前的报告一致。报道了康铜（丝）和GAN（薄膜）标准样品的塞贝克系数，表明所设计的测量装置具有测量多样品的能力。
2019-06-22 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Large Seebeck effect in the electron-doped FeAs$_2$ driven by quasi one dimensional pudding-mold type band
本文从实验和理论两方面研究了电子掺杂FeAs $_2$的热电性能。通过部分地用Se取代As来掺杂电子，这导致电阻率中的金属行为。在300 K下，对于1%的掺杂达到约$-$ 200 $μ$ V/K的塞贝克系数，并且即使在5%的掺杂下也达到约$-$ 120 $μ$ V/K。从能带结构的角度分析了这种大的塞贝克系数的起源，尽管金属导电性。第一性原理能带计算揭示了一个布丁模具型带的存在下，带隙上方，有点类似于钠$_x$ CoO $_2$，但具有准一维性质。我们计算的塞贝克系数使用紧束缚模型，正确地再现这种能带结构，这给出了接近实验观察的结果。这种特殊的带状的起源进行了讨论。
2012-11-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Role of Dimensionality and Size in Controlloing the Drag Seebeck Coefficient of Doped Silicon Nanostructures: A Fundamental Understanding
本文通过理论计算研究了维度、尺寸和热输运方向对掺杂硅纳米结构声子拖曳塞贝克系数的影响，揭示了自旋-轨道耦合对空穴输运的关键作用，并证实100 nm硅纳米结构中仍存在部分声子拖曳贡献。
2023-07-27 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
On the interplay between electrical conductivity and Seebeck coefficient in ultra-narrow silicon nanowires
采用原子论电子结构和线性化Boltzmann输运理论，分析了低维对超窄Si纳米线电导率（σ）和Seebeck系数（S）的影响.我们表明，纳米线的几何特征（例如直径和取向）的变化主要以两种方式影响σ和S：i）带边与费米能级的距离（ηF）变化，以及ii）量子限制在某些情况下强烈影响有效子带的质量，从而影响纳米线和ηF的电导率。eta_F的变化引起σ的指数变化，而S的线性变化。与目前的观点相反，S似乎仅微弱地依赖于能带的曲率、散射机制的强度和DOS（E）函数的形状。结果表明，由于σ对ηF的敏感性更强，低维对σ的影响比对S的影响更大.我们确定的情况下，通过限制能带结构工程可以提高σ，而不会显着影响S，这可能会导致功率因数的改善。
2013-07-30 cond-mat.mtrl-sci
Giant Magneto-Seebeck Effect in Spin Valves
在Co/Cu/Co和NiFe/Cu/Co自旋阀中观察到了巨磁塞贝克（GMS）效应。平行态的Seebeck系数大于反平行态，GMS比（SAP-SP）/SP可达-9%。GMS不仅起源于平凡的巨磁电阻，而且起源于由于铁磁材料中的自旋极化热电导性而产生的自旋电流以及随后通过自旋阀中的自旋配置对自旋电流的调制。简单的Mott双通道模型再现了Co/Cu/Co自旋阀的-11%GMS，与我们的观察定性一致。GMS效应可同时用于温度梯度和磁场的传感，也可用于确定铁磁薄膜的热电电导率和Seebeck系数的自旋极化。
2015-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Probing the dynamics and configurations of single molecule junctions via Seebeck coefficient spectroscopy
Université Catholique de Louvain（天主教鲁汶大学）；University of Warwick（华威大学）；University of Basel（巴塞尔大学）
通过同时测量导电性和Seebeck系数，研究单分子接合处的动态重构，揭示其热电性能变化机制，并为热电分子器件设计提供新思路。
2026-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A single platform with van der Pauw geometry for measurement of Seebeck coefficient, resistivity, and Hall effect of thin films
Uppsala University（乌普萨拉大学）；Linköping University（林雪平大学）；Impact Coatings AB
开发了一种模块化热电性能测量装置，采用范德堡配置，在25°C-600°C宽温区内同时测量电阻率和塞贝克系数，并可在室温下进行霍尔测量，通过最小化误差源实现高精度自动化测量。
2026-06-29 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Impact of Ferroelectric Distortion on Thermopower in BaTiO3
我们提出了一种策略，通过调用铁电畸变的过渡金属氧化物的热电性能。通过使用从头计算方法与玻尔兹曼输运方程，一个大的塞贝克系数计算在n型钛酸钡。极性结构畸变导致了最低导带的特殊色散，从而提高了沿极性方向的Seebeck系数。从布里渊区带速分布的角度讨论了塞贝克系数与载流子浓度关系的微观机制。
2015-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Maximizing bipolar sensitivity for anomalous Nernst thermopiles in heat flux sensing in amorphous GdCo alloys
本研究针对热流传感器理想材料的多维度需求，探究非晶亚铁磁GdCo合金的反常能斯特效应，发现其兼具大横向塞贝克系数、低热导率等多项优势，为热流传感技术发展提供了有潜力的候选材料。
2024-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependence of the mean magnon collision time in a spin Seebeck device
在弛豫时间近似下，由YIG / Pt双层膜的自旋Seebeck系数计算了磁振子散射$τ_c(T)$的平均碰撞时间.散射结果由两个过程组成：低温的一个，与$T^{-1/2}$的依赖性，归因于由缺陷的散射，并提供了一个平均自由程约10 $μ$米;高温的一个，取决于$T^{-4}$，与其他磁振子的散射。结果被用来预测薄膜的自旋塞贝克系数的厚度依赖性。
2021-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Generic Seebeck Effect From Spin Entropy
磁性对塞贝克效应的影响是热电界广泛关注的一个重要问题。基于不同的$d$ -电子为基础的铁和反铁磁体的自旋自由度的热力学分析，我们证明，在巡回或部分巡回磁性化合物存在一个通用的自旋贡献的塞贝克效应在一个扩展的温度范围内，从略低于磁转变温度以上。这一贡献被解释为导致从运输自旋熵（部分）离域导电$d$电子具有较强的热自旋波动，甚至半定量地在单带的情况下，除了传统的扩散部分所产生的动力学自由度。自旋相关的Seebeck效应作为一种高度通用的效应，可能为高效的“磁热电”铺平一条可行的道路。
2020-12-25 cond-mat.mtrl-sci
Origin of unexpected large Seebeck effect in SrTiO3: nonperturbative polaron study from ab initio cumulant expansion
SrTiO_3（STO）中实验上未预料到的大Seebeck系数不能用传统的电子-声子耦合Bloch-Boltzmann输运微扰计算理论再现，表明STO中费米液体图像的失效和极化子态的不合理处理.从多体相互作用图象出发，用延迟格林函数的累积展开方法可以精确地描述极化子态。利用Kubo-Greenwood方法，我们发现神秘的Seebeck系数可以用极化子和费米液体的组合来描述。两种准粒子的共存归因于t2 g轨道的多带性质。极化子是由电子有效质量较大的极化子形成的，而有效质量较小的极化子则被重整化为费米液体准粒子。我们的方法为从第一性原理出发研究强电子-声子耦合对输运性质的影响提供了一种实用的方法。
2018-05-28 cond-mat.mtrl-sci
Systematic evolution of superconducting pairing strength and Seebeck coefficients in correlated infinite-layer La$_{1-x}$Sr$_x$NiO$_2$
本研究系统探究无限层(La,Sr)NiO$_2$的超导特性，发现其强耦合超导可突破泡利极限，且正常态热电性质演化与超导配对强度、各向异性演化相关联，证实电子关联与强耦合超导的明确联系，助力非常规超导统一理解框架的构建。
2025-10-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Enhanced Seebeck effect in graphene devices by strain and doping engineering
在这项工作中，我们研究了通过应变和掺杂工程来提高石墨烯器件中的热电功率（塞贝克系数）的可能性。虽然局部应变可以导致k空间中不同石墨烯部分的狄拉克锥的未对准，但是掺杂工程导致它们的能量位移。通过结合这两种效应，我们证明了可以实现高达几百meV的导电间隙，因此增强的塞贝克系数可以达到高于1.4 mV/K的值，在石墨烯掺杂的异质结与局部应变区。这种异质通道似乎非常有希望扩大石墨烯器件在应变和热传感器中的应用。
2015-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-induced enhancement of the Seebeck effect in magnetic tunneling junctions via interface resonant tunneling: Ab-initio study
采用线性响应理论结合基于第一性原理的Landauer-Büttiker方法研究了Fe/MgO/Fe（001）磁性隧道结的热电特性。我们发现Fe/MgO/Fe（001）MTJ的Seebeck系数强烈地依赖于势垒厚度和四角畸变。在MTJ中的面内晶格参数的压缩四元畸变提供刚好在费米能量之上的界面共振态。这导致MTJ中的共振隧穿，并且当MgO势垒的厚度为约1 nm（四个或五个MgO原子层）时显著增强塞贝克系数。此外，一个广泛的面内晶格参数的tetravel扭曲推动界面态远离费米能，导致塞贝克系数的减少。此外，我们发现界面共振隧穿增强了MTJ的压缩失真的功率因数。这些结果表明，控制势垒厚度和四端畸变将是有效的最大限度地提高MTJ的热电性能。
2020-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric response across the semiconductor-semimetal transition in black phosphorus
本研究通过压力调控黑磷实现半导体到半金属的转变，追踪塞贝克系数演化，利用珀尔帖电导率揭示本征热电响应，阐明载流子散射对塞贝克系数的关键作用。
2023-08-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ultrathin film of 3D topological insulators by vapor-phase epitaxy: Surface dominant transport in wide temperature revealed by Seebeck measurement
实现拓扑绝缘体（TI）在宽温区的本征表面优势输运是推动TI向未来电子学方向发展的重要前沿研究课题。本文报道了用物理气相沉积法生长的高质量Bi 2-xSbxTe 3-ySey（BSTS）单晶薄膜，系统测量了纵向电输运、Shubnikov-de-Haas（SdH）量子振荡、霍尔系数（R_H^2D）和塞贝克系数随薄膜厚度（d）和温度的变化。的厚度依赖性的片电导和塞贝克系数清楚地表明，通过减少膜厚度的半导体空穴载流子的体状态的抑制，达到在DC=14 nm以下的表面占主导地位的运输。本文用R_H^2D（n_Hall^2D）和SdH（n_SdH）两种方法对如何抑制流动载波数（n）的贡献作了定量的讨论。有趣的是，n_Hall^2D的值接近直流以下n_SdH的两倍。虽然R_H^2D在整个温度范围内都是负的，但当d较厚时，在高温下可以清楚地观察到S从负极性到正极性的变化。我们指出，在R_H^2D和S之间观察到的这种不一致性是3D-TI中固有的，其根源是体和拓扑表面之间载流子迁移率的巨大差异。我们认为，即使在没有磁场的情况下，Seebeck系数也可以成为一种方便而有力的工具来评估3D-TI中拓扑表面的本征载流子浓度。
2018-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Giant Seebeck Effect in PEDOT Materials with Molecular Strain
针对PEDOT热电功率不足的问题，研究通过在PET纤维负载无PSS的PEDOT引入分子应变，实现了比常规值高两个数量级的巨塞贝克效应，且系数可调范围宽，该技术有望推广至其他聚噻吩分子。
2024-11-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
