Bi基低维热电材料的结构设计与性能优化

项目名称： Bi基低维热电材料的结构设计与性能优化

项目编号： No.51172167

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 无机非金属材料学科

项目作者： 刘惠军

作者单位： 武汉大学

项目金额： 50万元

中文摘要： 热电材料是利用固体内部载流子运动实现热能和电能直接相互转换的功能材料。在世界性能源危机和环境污染日益严重的情况下，热电材料以其节能环保的优势受到广泛关注。理论预言和实验研究都表明，结构低维化和尺寸纳米化可以大幅度提高材料的热电性能。本项目在相应块体结构的基础上，考虑以Bi、Sb、Te等为基元构造若干低维纳米结构，包括二维片层及其纳米带、一维纳米线和纳米管、零维纳米团簇和笼型结构，以及它们衍生而成的特殊结构，并通过第一性原理和非平衡格林函数方法研究这些低维体系的热电性能。我们将分别研究它们的结构、电子、声子、热电特性，探讨尺寸纳米化以及结构低维化所出现的量子限制效应和表面效应，阐明它们对电热协同输运的影响规律。我们还将研究如何利用化学掺杂、表面修饰、引入无序、形成缺陷等途径进一步优化这些低维体系的热电性能，以便为相关的实验研究提供一些有意义的指导，为高性能热电材料的探索提供有价值的参考依据。

中文关键词： 热电性能；第一性原理；片层结构；纳米带；纳米线

英文摘要：

英文关键词： thermoelectric properties；first-principles；layered structure；nanoribbon；nanowire