基于第一性原理的不同结构石墨炔热电输运特性研究摘要
石墨炔是一种新兴的二维层状材料,在热电领域具有应用前景。基于第一性原理的计算方法,分别对γ-石墨炔、δ-石墨炔和α-石墨炔的热电输运特性进行深入研究,重点探讨三种不同结构对声子热输运、电子电导和热电优值的影响规律。研究结果表明,γ、δ和α结构的石墨炔在室温下具有较低的热导率,分别为31.19947、13.44974、5.87009 W·m-1·K-1,且随温度升高热导率逐渐降低;在电输运方面,三种不同结构的石墨炔在适当载流子掺杂下表现出较高的功率因数,分别为0.135、0.045、0.011 W·m-1·K-2;最终获得最大热电优值ZTmax分别约为2.93、2.22、1.67。不同原子结构的石墨炔材料在热、电领域各具优势,在sp杂化碳原子的合理分配下可形成Dirac锥,或可调小带隙,并获得较低的热导率,热电优值最大可达2.93。不同结构的石墨炔材料的热电性能研究,将有助于其在热电领域的应用,并为二维层状碳纳米材料在热电领域的应用提供借鉴和参考。
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