【摘 要】
：
热电材料是一种可以实现热能与电能相互转换的新能源材料,它在特种电源、废热回收与制冷等方面有良好的应用前景。AB2X2型Zintl相合金具有“电子晶体-声子玻璃”性质,具有优异的热电性能,已经成为当今热电材料领域的研究热点。在本文中,我们基于第一性原理计算,结合玻尔兹曼输运理论对Zintl相化合物Ba Mg2Sb2-xBix（x=0,1,2）和ACd2P2（A=Ca,Sr,Ba）的热电性能进行了理论
【基金项目】
：
国家自然科学基金61671199；
论文部分内容阅读
热电材料是一种可以实现热能与电能相互转换的新能源材料,它在特种电源、废热回收与制冷等方面有良好的应用前景。AB2X2型Zintl相合金具有“电子晶体-声子玻璃”性质,具有优异的热电性能,已经成为当今热电材料领域的研究热点。在本文中,我们基于第一性原理计算,结合玻尔兹曼输运理论对Zintl相化合物Ba Mg2Sb2-xBix（x=0,1,2）和ACd2P2（A=Ca,Sr,Ba）的热电性能进行了理论计算研究,并通过能带工程提升了Ba Mg2Sb2-xBix（x=0,1,2）的热电性能。首先,我们对Ba Mg2Sb2-xBix（x=0,1,2）的能带结构和声子频率进行了计算和分析。结果显示三种化合物都具有半导体性质并且动力学稳定性良好。随着Sb含量的增加,载流子迁移率降低,加权迁移率和最大功率因数也随之降低。当化合物X位点的Sb含量达到50%时,固溶体Ba Mg2Sb2-xBix的晶格热导率最小,在750K时,可低至0.45 Wm-1K-1。当温度为750 K,载流子浓度为-8.28×1018cm-3时,Ba Mg2Sb Bi的最大ZT约为0.88,高于Ba Mg2Bi2和Ba Mg2Sb2的最大ZT值。计算结果表明在Ba Mg2Sb2-xBix（x=0,1,2）中存在最佳的Sb含量,使得固溶体的热电性能达到最佳。其次,我们通过调节晶体场劈裂能提升了Ba Mg2Sb2-xBix（x=0,1,2）的热电性能。三种化合物的价带顶处主要由双简并带px,y和单简并带pz构成,分别对具有正晶体场劈裂能的Ba Mg2Bi2、Ba Mg2Sb Bi和Ba Mg2Sb2施加2%、2%和6%的双轴应变时,它们的晶体场劈裂能逐渐接近于零,同时功率因数取得最大值。随后,我们分析得出价带顶处简并度的提高是功率因数取得极值的本质原因。随着晶体场劈裂能减小,它们的晶格热导率减小,在晶体场劈裂能最小时,ZT值在一定温度范围下获得最大值。最后,我们对电子和空穴掺杂的Zintl相热电化合物ACd2P2（A=Ca,Sr,Ba）进行了研究。声子谱表明Ca Cd2P2、Sr Cd2P2和Ba Cd2P2的动力学稳定,它们的电子结构均呈现半导体性质。在不同温度下,三种化合物n型掺杂均低于p型掺杂的的弛豫时间。在弛豫时间近似下,我们发现p型掺杂均高于n型掺杂的塞贝克系数,而p型掺杂都低于n型掺杂的电导率、电子热导率和功率因数,这表明n型掺杂优于p型掺杂的热电性能。在T=300K时,它们的晶格热导率分别为0.91 WK-1m-1、1.68 WK-1m-1、2.97WK-1m-1。随后我们计算了三种化合物的热电性能,n型和p型Ca Cd2P2的最大ZT值分别为0.88（700K）和0.91（800K）;n型和p型Sr Cd2P2的最大ZT值分别为0.95（300K）和0.86（800K）;n型和p型Ba Cd2P2的ZT峰值分别为0.95（400K）和0.89（700K）。
其他文献
在实际生活中,随着收集到的数据越来越复杂,维度越来越高,传统的数据分析方法已不能对此类数据进行有效的分析.所以近几年函数型数据分析受到学者们的关注,同时也取得了很大的发展.将观测到的数据看成一个整体,这是函数型数据分析与传统数据分析的本质区别.现有关于函数型数据分析的文献中,大部分文献假设观测到的函数型数据是服从独立同分布的,对带有相关性的函数型数据研究较少.考虑到实际数据的复杂性,本文提出了函数
目的:针对不具备通信接口电子测量仪器的远程自动化校准问题，设计了一种基于校准流程组态和深度学习的远程校准系统。方法:系统服务端负责依据校准任务需求进行远程组态调度。本地用户端通过解析下派的指令文件和指导文件依次执行测量步骤，结合OCR深度学习技术对摄像头捕捉的仪器面板画面进行示值读数识别，并在DBNet和CRNN网络的基础上对算法进行场景适应性改进，在校准结束时自动生成校准结果报告。结果:实现了无
随着工业的日益发达和人们生活水平的提高,温度舒适的环境成为必然趋势,炎热夏天的制冷技术尤为重要。蒸汽压缩是目前最主要的制冷方式,是一种能源密集型技术,每年需要消耗全球17%的总电能。电能的主要来源是化石燃料燃烧,会进一步加剧温室效应,形成了一种恶性循环。因此,经济环保的新型制冷技术的研发至关重要。被动辐射冷却技术是一项吸收热物体的热量并将其通过大气透明窗口辐射至外太空的技术,具有全天无能耗、绿色经
投资和再保险是保险公司进行资产配置增强经营能力和管理风险的两种最有效的方式.本文旨在研究保险公司和再保险公司的最优投资和再保险策略选择问题.首先,本文研究了在相依风险模型下具有延迟和违约风险的鲁棒最优投资和再保险策略.假设模糊厌恶型保险公司（AAI）的财富过程有两类相依的保险业务并且余额可以投资于无风险资产,可违约债券和价格过程遵循Heston模型的风险资产.利用动态规划原则,分别建立了违约后和违
传统的风电机组齿轮箱配齿仅取决于行星级的同心、安装、邻接条件，而忽略了其对齿轮箱重量及动力学特性的影响。以某增速比为97的5 MW海上风电机组两级行星一级平行齿轮箱为研究对象，得到其减重优化后的各级增速比解耦区间；建立基于零阶优化算法的齿轮箱配齿方案及相应的齿轮箱Simpack虚拟样机；在额定转速工况下对齿轮箱均载特性、振动特性进行定量统计分析。仿真结果表明：当第一级太阳轮、行星轮、内齿圈齿数分别
液晶限制在弯曲、柔性微纳米柱腔系统中开启了发展光子晶体光纤、新型谐振器、可穿戴设备的研究前景。影响液晶分子取向的因素有很多,如弹性各向异性、系统尺寸、边界锚定条件、介电效应、挠曲电效应等。对于柱腔中液晶指向矢结构已经有了较为充分的宏观认识,但是具体锚定系数以及手性参数等对液晶分子取向的影响还有待进一步研究。本文基于液晶连续体弹性理论和有限差分迭代方法,研究柱腔内液晶的指向矢分布。首先,研究了沿面锚
衍射光栅是具有周期性折射率调制的重要色散光学元件。随着科技的进步,对光栅灵活性的要求越来越高,探究制备工艺简单、低成本、高效可调的柔性光栅是非常有必要的。液晶具有介电和光学各向异性,是制备具有电可调功能衍射光栅的良好候选者。本文提出了利用聚合物分散液晶（PDLC）和ITO-PET柔性基板制备一维、二维柔性PDLC光栅。首先,运用标量衍射理论分别推导出柔性PDLC光栅衍射效率的表达式,并用Matla
液晶具有独特的电学和光学特性,在显示领域中有着十分广泛的应用。而且,由于液晶分子取向电场连续可调,液晶还被应用在一些光学调制器件中,如可变聚焦透镜、光束转向棱镜、偏振控制装置、空间光调制器和移相器等。与液晶显示应用所不同的是,光学调制要求液晶器件具有轻薄化、低盒厚、大的相位调制量和快速响应的特点,这就需要所使用的液晶材料具有更高的双折射率。同时由于液晶材料所具有的频率响应特性,不同电压频率下其各项
平面态胆甾相液晶（Planar Texture Cholesteric Liquid Crystal,PTCLC）具有螺旋排列的分子结构,外界的刺激非常容易使它的选择性反射、旋光性和圆偏振光二向色性等光学特性发生变化。在零电场下,胆甾相液晶（Cholesteric Liquid Crystal,CLC）一般会呈现出具有布拉格反射的平面态和对光散射的焦锥态两种稳定状态。本文基于CLC的各种特性,设计
胆甾型液晶弹性体（cholesteric liquid crystal elastomer,CLCE）是一类结合胆甾相圆偏振结构色和橡胶软弹性的功能性一维光子晶体材料。CLCE可以通过各种外部刺激触发分子排列变化,实现连续、可逆的协同变形和变色,在动态色彩调节、刺激响应表面、智能仿生等众多领域备受关注。近年来,基于CLCE的刺激响应性多功能液晶器件已被陆续提出,但其外界刺激响应的变形和变色模式较简