Bi-Te基熱電材料的第一性原理研究.pdf

1、本文主要以Bi4Te3、Bi2Te2S、Bi2MnTe4、RBiTe3(R=La，Lu)等Bi-Te基熱電材料為研究對(duì)象，利用第一性原理計(jì)算方法，研究分析了它們的電子結(jié)構(gòu)特性和熱電輸運(yùn)特性，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，預(yù)測(cè)新化合物的熱電性能。研究取得的主要成果總結(jié)如下：
　　(1)利用PBE交換關(guān)聯(lián)勢(shì)和新的m-BJ交換關(guān)聯(lián)勢(shì)分別計(jì)算了Bi4Te3電子結(jié)構(gòu)特性和輸運(yùn)特性，計(jì)算得到的禁帶寬度分別為39 meV和81 meV，表明其為窄禁帶直

2、接帶隙半導(dǎo)體。輸運(yùn)特性計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)報(bào)道的實(shí)驗(yàn)結(jié)果定性一致。
　　(2)計(jì)算分析表明Bi2Te2S為直接帶隙半導(dǎo)體，利用模擬摻雜的方法驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性，并預(yù)測(cè)了其電子摻雜濃度為9.0×1017 cm-3時(shí)的電阻率隨溫度的變化趨勢(shì)，為典型的半導(dǎo)體行為。
　　(3)考慮自旋極化后的計(jì)算結(jié)果表明Bi2MnTe4是直接帶隙半導(dǎo)體。自旋極化向上和自旋極化向下的能帶帶隙分別為445 meV和605 meV，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果接近。此化合物