通過費(fèi)米表面復(fù)雜性因子, 高通量搜尋新型熱電材料

Jeffrey Snyder: 通過費(fèi)米表面復(fù)雜性因子, 高通量搜尋新型熱電材料

熱電材料在我們高科技中變的越來越重要和突出！抓住熱電材料測試設(shè)備的重要方法。

電子在固體內(nèi)的環(huán)境相當(dāng)復(fù)雜，但其在原子晶格內(nèi)仍可視為自由移動。不過在模擬電子的運(yùn)動和材料的性能時，需要用有效質(zhì)量代替其真實(shí)質(zhì)量作為參數(shù)，以考慮電子受固體內(nèi)環(huán)境的影響。有效質(zhì)量是電子能帶結(jié)構(gòu)方便的描述參量，但其定義有多種方式，每種可描述電子傳輸?shù)哪撤矫嫣卣鳎?/span>與被模擬的材料特定性質(zhì)相關(guān)。美國西北大學(xué)G. Jeffrey Snyder教授等基于*性原理開展了玻爾茲曼輸運(yùn)計(jì)算，模擬不同的電子輸運(yùn)特性。他們從塞貝克系數(shù)提取態(tài)密度有效質(zhì)量、從電導(dǎo)率提取慣性質(zhì)量來表征能帶結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)可用這兩種有效質(zhì)量的比值確定材料費(fèi)米表面復(fù)雜性因子Nv * K *。在簡單體系中這一因子取決于費(fèi)米表面袋的數(shù)量（N v *）及體系的各向異性K *，兩者都有利于提高材料熱電性能。如經(jīng)典的PbTe就具有較高的Nv * K *。因此，費(fèi)米表面復(fù)雜性因子可用于高通量搜索高性能的新型熱電材料。