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热电材料作为一种能够将热能直接转化为电能的材料,在航空航天和便携电子产品等方面应用前景良好。Half-Heusler热电材料因其良好的高温稳定性、良好的机械稳定性、较低的毒性和优良的热电性能在实际应用中受到特别关注。有空位掺杂的19电子的Half-Heusler材料是一种重掺杂的18电子半导体,尤其NbCoSb和VCoSb,在热电领域具有较好前景。已有实验证明,单相的Nb0.8+δCoSb(0≤δ≤0.25)具有固有Nb空位,其遵循18电子规则,并得益于消除杂质相和优化了载流子浓度,于1123K取得最高热电优值0.9,热电性能提高约100%。已知杂质相对Half-Heusler相的热电优值影响较大,而杂质相越多其形成能越高,故而本文通过建立超胞的方法,利用密度泛函理论计算了Nb0.75+δCoSb(0≤δ≤0.25)、V0.75+δCoSb(o≤δ≤0.25)和VδNb1-δCoSb(0<δ<1)的形成能和态密度,找到形成能最低点,计算其能带并结合其态密度来佐证其是否为热电性能较优成分点。计算发现Nb0.75+δCoSb(0≤δ≤0.25)的形成能最低点为Nb0.83CoSb,与实验中结论Nb0.83CoSb为单相成分且热电优值最高互相验证。对Nb0.83CoSb、NbCoSb态密度、能带结构和热电优值进行计算比较,发现Nb0.83CoSb中,Nb空位的存在增大了费米能级附近态密度,优化了载流子浓度,使热电优值提升了 100%,与实验结果互相验证,热电性能更好。V0.75+δCoSb(0≤δ≤0.25)形成能最低点为V0.91CoSb,其为最稳定成分点,判断其热电优值应为V0.75+δCoSb(0≤δ≤0.25)体系中最高。对V0.91CoSb、VCoSb能带结构、态密度和热电优值进行计算并比较,发现V0.91CoSb 比 VCoSb拥有更高的简并度和更高的态密度,电输运性更好,热电优值提升20%,具有更好的热电性能。VδNb1-δCoSb(0<δ<1)的形成能最低点为V0.25Nb0.75CoSb,其即杂质相存在量最低,判断其应为VδNb1-δCoSb(0<δ<1)体系热电性能最优成分点。分析其态密度和能带结构发现V0.25Nb0.75CoSb的态密度较高而带隙较窄,价带底费米能级附近存在着重带轻带共存现象,拥有更好的热电性能。