单层XSe2(X=Zr/Hf)的热电输运特性研究

作者：刘远超^*; 关斌; 钟建斌; 徐一帆; 蒋旭浩; 李耑

来源：化工学报, 2023, 74(09): 3968-3978.

• 纳米材料
• 计算机模拟
• 热传导
• 声子
• 热电输运特性
• 第一性原理

基于第一性原理的密度泛函理论(DFT)结合Boltzmann输运方程(BTE)和形变势理论(DP)系统地研究了单层ZrSe2和HfSe2的热电输运特性，分析了二者声子的谐性效应和非谐性效应对其晶格热导率的影响机理，并计算了不同温度下二者的塞贝克系数、功率因数、电导率等热电参数。研究结果表明：在300 K时，单层ZrSe2和HfSe2的晶格热导率分别为3.23和4.50 W/(m·K)，且随温升降低；各声子支中横向声学支(TA)对热导率的贡献起主要作用。300 K时n型单层ZrSe2和HfSe2的最高ZT分别为1.50和1.95(高于p型)，其中单层HfSe2表现更佳，因此n型单层HfSe2是一种良好的热电材料。该研究结果可为基于单层ZrSe2和HfSe2的热电设计和应用提供理论指导及借鉴。

• 单位
  北京石油化工学院