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原标题:物理学院缪峰教授团队在二维层状材料热电方向

浏览次数:60 时间:2019-05-02

热电效应是指在加以温度梯度下发出电势差的一种物理现象。常常用人格因子ZT = S二σT/k,(其中S是Seebeck周到,σ代表电导率,T是温度,k则象征热导率)来表征材质的热电品质。具备高格调因子的热电质地能够有效地将废热转变为电能,具有布满的利用前景,因而寻觅具备高格调因子的热电材质是财富转变领域的一个商讨热点。为了巩固热电材料的格调因子,有二种路子:巩固S二σ大概下跌材料的热导率。

美高梅APP,早在19九三年,斯坦福大学的Mildred Dresselhaus教师和他的博士生L. D. 希克斯曾预知二维量子限域效应引起的态密度巩固现象会相当大地提升材质的热电功率因子 (Phys. Rev. B 肆七, 1272柒,那为获得高质量的热电材质提供了三个不胜关键的理论引导。可是直到近日,一贯未有尝试确切地申明那个理论预测。即便在有点实验中半导体收音机材质量子阱的宽度已经缩短至电荷的波尔直径尺度,依旧没有观测到热电品质的显著巩固。近来,笔者校物理高校的梁世军副商讨员和缪峰教师举行试验,同时与吉林院张立军教师理论课题组协作,利用二维材质厚度和载流子浓度可控的特点,第二次证实了有名的希克斯-Dresselhaus理论预感。

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热电测试结构的暗暗表示图; 常温下,柒 – 2九 nm的InSe功率因子随载流子浓度变化; 九层和36层的InSe态密度分布; 功率因子随样品的量子限域长度h0与热德布罗意波长ξ的比率h0/ξ的成形,随着h0/ξ减小而提升,特别是在h0/ξ < 一的间距有鲜明的提升,与插图中的理论预测是平等的。

重要的实践和申辩结果如图a所示。利用微结构爆发的焦耳热扩散气象在InSe样品两端发生温度梯度dT, 随后引起样品中载流子的扩散,进而在样品两端产生都电子通信工程高校压差dV,最终收获Seebeck周全S (S = -dV/dT)。利用该技艺能够钻探微纳结构器件的热电质量。在实验中,通过测试不相同厚度的InSe样品,同盟组织发现样品的热电功率因子会趁机厚度减薄而得到加强,该实验结果和辩护总结结果相平等。在图c中,通过测算2九nm和柒 nm厚样品的态密度,团队开采在7nm样品的导带边上态密度变得愈加深远,那表达厚度变薄会升高带边的电子能态密度,与试验结果同样。团队越发开采功率因子唯有在量子限域长度小于载流子热德布罗意波长时才会收获鲜明的增高,该实验结果与希克斯-Dresselhaus的论战预感相符。该商量结果为优化功率因子和改进2维层状半导体收音机质感的热电品质提供了器重且通用的尝试指点。

近日,该成果近来(二〇一八年1月231日)以“Experimental Identification of Critical Condition for Drastically Enhancing Thermoelectric Power Factor of Two-Dimensional Layered Materials”为题发布在Nano Letters上。小编校物理大学硕士生曾俊文、吉大的贺欣大学生生、笔者校物理大学梁世军副商讨员为该杂谈的联合第2作者,缪峰教师、梁世军副研讨员和吉大的张立军助教为该杂文的一块通信小编。

该项钻探得到微结构科学与本事协同革新为主、南大独立研究计划的支撑,以及国家优良青年科学基金、科学和技术部“量子调整”国家关键不利商讨安排项目、福建省青年基金、国家自然科学基金、中组部“千人陈设”青年项目(Recruitment Program of Global Youth Experts in China)、吉大科学技术术立异新研究团队陈设(Program for JLU Science and Technology Innovative Research Team)、国家科学技术帮衬陈设(National Key R Program of China)等类其余支持。同时该工作也博得了亚拉巴马大学大卫 Singh 助教的商议协助。

舆论链接:

缪峰课题组链接:nano.nju.edu.cn

(物艺术学院 科学才能处)

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