通过 site-specific Te doping 诱导的强烈增强的声子散射来提高铁电单层 α-In2Se3的热电性能
Weinan Zheng1,2, Xinyang Li2, Qiuyun Wang2
1School of Electrical and Mechanical Engineering, Jilin University of Architecture and Technology, Changchun 130114, China.
Physical chemistry chemical physics : PCCP
|August 15, 2025
概括
特定地点的兴奋剂通过降低导热率,同时保持功率因子,显著提高了铁电化单层中的热电性能. 这种优化将热电功率 (zT) 提升到 2.5 在 600 K.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 二维 (2D) 铁电材料为先进的应用提供了独特的特性.
- 优化2D材料的热电性能对于能量收集和冷却至关重要.
研究的目的:
- 为了研究特定地点 (Te) 兴奋剂对铁电单层α-化 (α-In2Se3) 的热电性质的影响.
- 探索兴奋剂场所选择性和机器学习在提高热电效率方面的作用.
主要方法:
- 使用第一原理计算来建模材料的电子和热传输.
- 机器学习辅助的语音传输模拟被用于分析网格导热性.
- 在α-In2Se3结构内的不同原子层中对Te替代的系统研究.
主要成果:
- 由于质量对比和结构不对称性导致的增强的声子散射,Te doping 显著降低了晶格导热率.
- 电子传输特性,包括带分散和Seebeck系数,基本上没有受到影响,从而保持了功率因子.
- 热电功率 (zT) 的数值在600K时从~0.4增加到~2.5在Te的最佳注下.
结论:
- 特定位置的兴奋剂是一种强大的策略,用于提高二维铁电材料的热电性能.
- 数据驱动的无模型和兴奋剂位点选择性是优化热电效率的关键.
- 铁电切换为动态调节热和热电性质提供了一个潜在的途径.


