發(fā)布時(shí)間：2017-07-29 17:31

  本文關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)調(diào)制對(duì)石墨炔納米帶熱電性質(zhì)的影響

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【摘要】：熱電材料是一類(lèi)特殊的材料,它能夠直接實(shí)現(xiàn)熱能與電能之間的相互轉(zhuǎn)換。傳統(tǒng)的固體材料由于熱電轉(zhuǎn)換效率較低,導(dǎo)致其在實(shí)際生產(chǎn)生活中的應(yīng)用受到了極大的限制。然而,先前的研究表明低維納米材料由于受量子限制效應(yīng)的影響,能夠擁有較高的熱電轉(zhuǎn)換效率。因此對(duì)低維材料熱電性質(zhì)的研究迅速成為一個(gè)熱門(mén)的研究領(lǐng)域。對(duì)材料的熱電性質(zhì)的研究不僅能夠?yàn)楂@得更高性能的熱電材料提供理論指導(dǎo),同時(shí)也能為緩解當(dāng)今社會(huì)面臨的能源和環(huán)境危機(jī)提供有力的理論支持。本文采用非平衡格林函數(shù)方法系統(tǒng)地探討結(jié)構(gòu)調(diào)制對(duì)石墨炔熱電性質(zhì)的影響和調(diào)控,為基于石墨炔的高效的熱電材料的合成和制備提供可靠的理論指導(dǎo)。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:1、我們首先研究了邊緣缺陷結(jié)構(gòu)對(duì)γ-石墨炔納米帶的聲子和電子的輸運(yùn)性質(zhì)以及熱電性質(zhì)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),通過(guò)邊緣結(jié)構(gòu)調(diào)制,γ-石墨炔納米帶的熱電性能能夠在很大程度上得到提升(室溫下熱電品質(zhì)因子ZT能高達(dá)1.2)。同時(shí),熱電效率的提升在相當(dāng)大的程度上依賴(lài)于邊緣調(diào)制結(jié)構(gòu)的幾何特性。石墨炔熱電性能的提升主要源于邊緣缺陷引起的聲子強(qiáng)烈散射。此外我們還討論了邊緣調(diào)制區(qū)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度和數(shù)目的變化對(duì)石墨炔熱電性能的影響。2、利用非平衡格林函數(shù)方法,我們還研究了嵌入金剛石狀量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)對(duì)石墨炔納米帶熱電性質(zhì)的影響。研究結(jié)果顯示,嵌入量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)能夠顯著提升石墨炔的熱電轉(zhuǎn)換效率。這主要是歸因于聲子和電子熱導(dǎo)的大幅下降。此外,量子點(diǎn)幾何結(jié)構(gòu)尺寸的變化會(huì)引起γ-石墨炔納米帶熱電性能出現(xiàn)顯著的震蕩行為。這是由于量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)中的準(zhǔn)束縛態(tài)引起了電導(dǎo)的震蕩。最后,我們還討論了插入不同數(shù)目的量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)對(duì)γ-石墨炔ZT的影響。
【關(guān)鍵詞】：熱電效應(yīng) 石墨炔 格林函數(shù)
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TB34
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 第1章 緒論7-21
• 1.1 引言7-8
• 1.2 研究進(jìn)展和意義8-20
• 1.2.1 能源危機(jī)與熱電效應(yīng)8-11
• 1.2.2 低維材料及石墨烯研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.3 石墨炔的性質(zhì)和研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3 研究意義和內(nèi)容20-21
• 第2章 計(jì)算理論21-29
• 2.1 基礎(chǔ)輸運(yùn)理論21-22
• 2.2 格林函數(shù)方法22-23
• 2.3 熱電輸運(yùn)的計(jì)算框架23-27
• 2.4 表面格林函數(shù)的計(jì)算方法27-29
• 第3章 邊緣缺陷結(jié)構(gòu)調(diào)制對(duì)γ-石墨炔納米帶熱電性能的調(diào)控29-38
• 3.1 引言29-30
• 3.2 邊緣調(diào)制的石墨炔模型與模擬計(jì)算方法30-32
• 3.3 邊緣調(diào)制對(duì)石墨炔熱電性質(zhì)的影響32-37
• 3.4 小結(jié)37-38
• 第4章 嵌入金剛石狀量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)對(duì)γ-石墨炔納米帶熱電性質(zhì)的調(diào)控38-49
• 4.1 引言38-39
• 4.2 插入量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)的石墨炔模型與模擬計(jì)算方法39-41
• 4.3 插入量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)對(duì)石墨炔熱電性質(zhì)的影響41-48
• 4.4 小結(jié)48-49
• 第5章 總結(jié)與展望49-50
• 5.1 總結(jié)49
• 5.2 展望49-50
• 參考文獻(xiàn)50-57
• 致謝57-58
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、攻讀碩士學(xué)位期間完成的論文58
• 1. 個(gè)人簡(jiǎn)歷58
• 2. 完成的論文58

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本文編號(hào)：590308