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1、咼效能热电材料超晶格纳米线理论研究1摘要：1关键词：1Effectivethermoelectricmaterialssuperlatticenanowirestheoryresearch1Abstract:Keywords:o前言1热电效应31.1Seebeck效应31.2Peltier效应31•3Thomson效应42热电性能2.1热电转换效率ZT42.2载流子浓度n52.3有效质量m*2.4电导率g72.5热导率K73传统热电材料3.1Bi-Te系列83.2Pb-Te系列93.3Si-Ge系列94提高热电效能的途径94.1寻找Seebeck系数高的材料94
2、.2提高材料的电导率104.3降低材料的热导率10115新型热电材料的研究进展5.1电子晶体一声子玻璃(PGEC)115.2功能梯度热电材料(FGM)125.3超晶格热电材料135.4低维度纳米材料146结论16参考文献17高效能热电材料超晶格纳米线理论研究位亭伟(河南大学物理与电子学院，河南开封，475004)摘要：随着世界能源危机和环境恶化的加剧，热电材料的应用前娥愈加广阔.本文从热电效应出发，系统的分析了载流子浓度，有效质量，电导率，热导率等影响热电材料性能的因素，提出了提高热电效能的可能途径.此外，还结合热电材料的研究进展，从微观结构入手，着重介绍分析了
3、在超晶格，纳米尺度下的热电性能.关键词：热电材料，ZT,Seebeck系数，载流子浓度，有效质量，热导率，电导率，超晶格，纳米线EffectivethermoelectricmaterialssuperlatticenanowirestheoryresearchWeiTing-wei(SchoolofPhysicsandElectronics,HenanUniversity,HenanKaifeng475004,China)Abstract:Withtheexacerbationoftheworldenergycrisisandenvironmentaldegr
4、adation,theapplicationprospectsofthermoelectricmaterialswillbebroadenmuchmore.Inthisarticle,asystematicanalysisofthecarrierconcentration,effectivemass,electricalconductivity,thermalconductivityandotherfactorsthataffecttheperformaneeofthermoelectricmaterialshasbeenmadeaftertheintroduc
5、tionofthermoelectriceffect.Besidesthat,possiblewaystoimprovethethermoelectricperformaneehavealsobeenproposed.Inaddition,intheresearchprogressofthermoelectricmaterials,thermoelectricpropertiesofthesuperlatticeandnano-scaletisanalyzedemphatically,startingfromthemicroscopicstructure.Key
6、words:Thermoelectricmaterials,thermoelectricfigureofmerit,Seebeckcoefficient,carrierconcentration,electricalconductivity,thermalconductivity,superlattices,nanowires0前言1823年，德国物理学家ThomasSeebeck在实验中发现温差电效应，1834年，法国实验科学家Peltier发现其反效应：两种不同的金属构成闭合回路，当回路中存在直流电流时，两个接头Z间产生温差.1838年，俄国物理学家Hein
7、richLenz发现热电制冷效应：电流的方向决定了吸收还是产生热量，发热量或制冷量的多少与电流的大小成正比.1856年，Thomson利用他所创立的热力学原理对Seebeck效应和Peltier效应进行了全面分析，并从理论上预言了一种新的热电效应Thomson效应.然而，金属半导体的Peltier效应很弱，直到二十世纪50年代初，前苏联的著名半导体学家AbramIoffe才以碼化钳为基的化合物制作出了实用的半导体电子致冷元件热电致冷器(ThermoElectricCooling,简称TEC).与金属和合金相比，在掺杂的半导体内，热电效应有数量级上的增强；有希望基
8、丁•此效应，利用半导体制
