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Mg2Si的电子结构和热电输运性质的理论研究

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彭华, 王春雷, 李吉超, 王洪超, 王美晓. 2010: Mg2Si的电子结构和热电输运性质的理论研究, 物理学报, 59(6): 4123-4129.
引用本文: 彭华, 王春雷, 李吉超, 王洪超, 王美晓. 2010: Mg2Si的电子结构和热电输运性质的理论研究, 物理学报, 59(6): 4123-4129.
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Peng Hua, Wang Chun-Lei, Li Ji-Chao, Wang Hong-Chao, Wang Mei-Xiao. 2010: Theoretical investigation of the electronic structure and thermoelectric transport property of Mg2Si, Acta Physica Sinica, 59(6): 4123-4129.
Citation: Peng Hua, Wang Chun-Lei, Li Ji-Chao, Wang Hong-Chao, Wang Mei-Xiao. 2010: Theoretical investigation of the electronic structure and thermoelectric transport property of Mg2Si, Acta Physica Sinica, 59(6): 4123-4129.
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Mg2Si的电子结构和热电输运性质的理论研究

  • 山东大学物理学院,晶体材料国家重点实验室,济南250100

Theoretical investigation of the electronic structure and thermoelectric transport property of Mg2Si

  • 摘要: 利用全势线性缀加平面波法,对Mg2Si的几何结构和电子结构进行了计算,得到了稳定的晶格参数以及能带和电子态密度.能带结构表明,Mg2Si为间接带隙半导体,禁带宽度为0.20 eV.在此基础上利用玻尔兹曼输运理论和刚性带近似计算了材料的电导率、Seebeck系数和功率因子.结果表明,在温度为700 K时p型和n型掺杂的Mg2Si功率因子达到最大时的最佳载流子浓度分别为7.749×1019cm-3和1.346×1020cm-3.结合实验热导参数,估算了700 K时最高热电优值ZT可以达到0.93.通过对比不同温度下的输运系数发现,功率因子与弛豫时间之比的极大值随温度升高而增大,在中高温区使用材料的最佳掺杂浓度要高于低温区使用材料的最佳掺杂浓度.
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出版历程
  • 刊出日期:  2010-06-30

Mg2Si的电子结构和热电输运性质的理论研究

  • 山东大学物理学院,晶体材料国家重点实验室,济南250100

摘要: 利用全势线性缀加平面波法,对Mg2Si的几何结构和电子结构进行了计算,得到了稳定的晶格参数以及能带和电子态密度.能带结构表明,Mg2Si为间接带隙半导体,禁带宽度为0.20 eV.在此基础上利用玻尔兹曼输运理论和刚性带近似计算了材料的电导率、Seebeck系数和功率因子.结果表明,在温度为700 K时p型和n型掺杂的Mg2Si功率因子达到最大时的最佳载流子浓度分别为7.749×1019cm-3和1.346×1020cm-3.结合实验热导参数,估算了700 K时最高热电优值ZT可以达到0.93.通过对比不同温度下的输运系数发现,功率因子与弛豫时间之比的极大值随温度升高而增大,在中高温区使用材料的最佳掺杂浓度要高于低温区使用材料的最佳掺杂浓度.

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