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Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-PbTiO_3的介电、弹性、压电和热电性质

研究了准同型相界附近组分的Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3铁电晶体〈001〉方向的介电、弹性、压电和热电性质。室温时压电应变常数d33约为800  (本文共3;页) 阅读全文>>

西南大学
西南大学

铝基二元半导体热电性质的理论研究

半导体热电材料能够实现热和电的直接转换,在废热发电和缓解环境污染等领域有广阔的应用前景,因而,对半导体材料热电性质的深入研究具有重要的科学意义和应用价值。热电材料的热电转换能力由功率因子(PF)衡量,而热电转换的效率由热电优值(zT)表征。要实现高效率的热电转换,要求材料不仅具有较大的功率因子同时具有较低的热导率。目前,寻找新颖的高效热电材料和通过对材料电子结构和声子特性的调控提高已有热电材料的热电优值是热电研究追求的目标。本论文以铝基二元半导体V_3Al和AlX(X=S,Se,Te)为研究对象,利用基于密度泛函理论的第一性原理并结合玻尔兹曼理论和形变势理论,通过对晶体结构的优化、电子结构以及热电性质的理论计算,系统地研究了掺杂和低维化对材料电子结构和声子特性的调控,并分析了这种调控对优化半导体热电性质的有效性,为下一步的实验研究和实际应用提供理论先导,主要研究内容和结论如下:1.D0_3型无隙半导体V_3Al的热电性质研究了D...  (本文共95页) 本文目录 | 阅读全文>>

清华大学
清华大学

三硫化钛及其它二维材料输运性质的理论研究

石墨烯等二维材料的发现,引起了科学家的广泛关注。因为这类材料在电学、热电、力学和光学方面具有独特新奇的性质而被认为有望成为未来电子工业制造电子器件的材料。在本论文中,我们应用第一性原理计算方法深入的探究了单层三硫化钛及其它典型二维材料在电学接触、热电和电子结构方面的性质。接触性质在电子学器件的研究中非常重要,特别是对于二维材料与三维金属的接触。如果金属和二维材料之间接触不好,电子在接触面的输运效率将非常低。理论上预言单层三硫化钛的迁移率非常高,不过实验上基于单层三硫化钛的晶体管的迁移率却远远低于理论预言的值,这很有可能是因为电子在金属和二维材料接触的地方输运效率很低造成的。目前已经有许多工作在探究二维材料的欧姆接触电极,但是很少有工作去探究如何简便的去判断接触类型。在这个工作中,通过对6种二维材料和五种金属,总共25种接触体系进行第一性原理计算探究,我们提出了一个简便的区分肖特基接触和欧姆接触的方法:通过二维材料和金属的层间距来...  (本文共96页) 本文目录 | 阅读全文>>

山东大学
山东大学

空位对钛酸锶和铌酸锶钡陶瓷热电性质的影响

热电材料能够在热能和电能之间直接转换,同时还通过电力控制温度。热电器件在太空探索和半导体制冷领域都有广泛的应用,近年来也被认为在废热回收领域中具备潜力,得到了学术界的关注。氧化物热电材料因具有无污染,低成本,高温下稳定的优点,可视为有前途的绿色节能材料。热电材料的性质取决于无量纲的热电的品质因数ZT值。ZT值取决于三个参数:塞贝克系数(S),电导率(σ)和热导率(κ)三个参数。为了获得高ZT值,必须具备高塞贝克系数,高电导率和低热导率。本论文研究了 SrTiO3和(Sr,Ba)Nb2O6基氧化物热电材料。SrTiO3材料是立方钙钛矿结构,其热电性能可以通过空位改变其传输性能来优化。(Sr,Ba)Nb2O6陶瓷具有钨青铜结构,其本征热导率较低,可以在其有空位的A位填充元素,调控电学性质,进而优化热电性质。本文主要是针对SrTi03材料,尝试Sr空位或者四种以上元素调控,烧结条件使用还原性气氛,探索不同Sr空位浓度,掺杂元素等因素对...  (本文共80页) 本文目录 | 阅读全文>>

烟台大学
烟台大学

第一性原理研究方钴矿、碱金属半导体和二维石墨炔的热输运及热电性质

自第二次工业革命以来,人类社会对电的需求与日俱增。然而,通过化石燃料燃烧转换为电能导致了一系列的环境问题及地区冲突。另一方面,热能被认为是无处不在的可再生能源。热过程产生了我们使用的超过90%的能量,而浪费的能量最终也是以热的形式耗散。热电学是应用于直接热电转换的最简单技术。在本文中,我们利用第一性原理计算结合Boltzmann输运方程(BTE)和半经典分析,对方钴矿(CoSb_3和IrSb_3)、碱金属半导体(LiH、NaH、Li_3Sb和Li_3Bi)进行了系统地研究,重点是电子结构、晶格热导率κ_L、塞贝克系数S和无量纲的品质因数ZT。针对方钴矿材料,我们重点研究了其电子结构和热输运性质随压强的变化,并且惊奇的发现随着压强的增加,带隙和κ_L呈现出抛物线的趋势,从而在高压下获得了优良的热电性质和较高的ZT值,例如1000 K,压强为54(58)GPa时,IrSb_3(CoSb_3)的ZT≈1.40(1.09)。这一反常的现...  (本文共64页) 本文目录 | 阅读全文>>

湘潭大学
湘潭大学

多孔氮化石墨烯纳米结构的热电性质

随着石墨烯的成功制备,关于二维纳米材料的研究引起了人们的广泛关注。相比于传统块体材料,二维纳米材料具有许多优异的性能,特别是在热电领域。热电材料作为解决能源危机的有效手段,它能够直接转化热能和电能,其转化效率可以通过无量纲的ZT值来衡量。因此,研究二维纳米材料的热电性质具有十分重要的意义。最近,实验上制备了一种新型二维材料多孔氮化石墨烯(C2N)纳米结构。C2N具有与石墨烯类似的蜂窝状结构,而且它的热导要比石墨烯更低,这说明C2N将会是极具潜力的热电材料。在本文中,我们系统地研究了不同宽度以及不同边缘的C2N纳米带的热电性质,并提出了两种提高C2N纳米带热电性质的有效手段,我们的研究结果可为制造高性能的热电器件提供有益的理论指导。本文主要内容如下:1.我们采用非平衡格林函数方法计算了不同宽度以及不同边缘的C2N纳米带的热电性质。锯齿型C2N纳米带的热电性质几乎不随宽度的变化而改变,电子传输和空穴传输的ZT值分别为0.75和0.2...  (本文共53页) 本文目录 | 阅读全文>>