【摘 要】
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热电材料可以实现热能到电能的转换,在能源行业一直有着浓厚的兴趣与需求。近年来的研究表明:二维热电材料通常比对应的体材料性能有显著的提升/变化,实验方面,二维光电探测器中可以使用高性能热电材料提高其特性。通过对二维热电材料进行应力调制等,也展示了柔性电子和光电可调光探测器等良好的应用前景。本论文的研究内容包括:(1)研究了具有六边形结构和单斜结构的二维(2D)GaTe的声子、电子和热电输运性质。声子
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热电材料可以实现热能到电能的转换,在能源行业一直有着浓厚的兴趣与需求。近年来的研究表明:二维热电材料通常比对应的体材料性能有显著的提升/变化,实验方面,二维光电探测器中可以使用高性能热电材料提高其特性。通过对二维热电材料进行应力调制等,也展示了柔性电子和光电可调光探测器等良好的应用前景。本论文的研究内容包括:(1)研究了具有六边形结构和单斜结构的二维(2D)GaTe的声子、电子和热电输运性质。声子色散计算的结果表明这些结构具有稳定性。六边形结构由于其较低的热导率,较高的电导率和塞贝克系数而显示出更优秀的热电性质。当T=1100K时,六边形结构的GaTe的热电优值(ZT)的最大值达到了 0.85。(2)研究了二维GaTe的应力调制机理。本文将单轴和双轴应变(从-10%到10%)应用于二维GaTe,分析了单轴应力和双轴应力下二维GaTe带隙、总能量和键长的变化,通过能带图和带隙在不同应力条件下的变化,总结出了沿着不同方向施加应力对机械性质和电子性质的影响;计算出单层GaTe沿x方向的杨氏模量为12.2GPa,沿y方向的杨氏模量为20.7GPa;计算出x和y方向上施加的轴向应变的泊松比分别为0.93和0.3。这些都说明了 GaTe的各向异性。GaTe的能带结构在x轴加12%压缩应力以及双轴加10%压缩应力时表现出直接-间接带隙和半导体-金属的转变。
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