单层BiSbTeSe2热电性能的第一性原理研究

作者：张倩; 毕亚军^*; 李佳

来源：人工晶体学报, 2023, 52(10): 1780-1786.

DOI：10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2023.10.002

• 第一性原理
• Bi2Te3基材料
• 电子结构
• 热电输运
• 热电优值
• 层状材料

本文利用第一性原理计算并结合玻尔兹曼输运方程，预测了一种热电性能优良的新型Bi2Te3基材料，即单层BiSbTeSe2。通过系统计算单层BiSbTeSe2的电子能带结构和热电输运性质，发现单层BiSbTeSe2在300 K时的塞贝克系数达到最高值(522μV·K-1),在500 K时功率因子与弛豫时间的比值最大为5.78 W·m-1·K-2·s-1。除此之外，单层BiSbTeSe2还具有较低的晶格热导率和较高的迁移率。在最佳p型掺杂下，单层BiSbTeSe2在500 K时的热电优值ZT高达3.95。单层BiSbTeSe2的优良性能表明其在300～500 K的中温热电器件领域具有潜在的应用价值，可以为进一步开发高性能Bi2Te3基热电材料提供设计依据。

• 单位
  北华航天工业学院; 河北工业大学