邢学玲
,
刘小满
,
许德华
,
闵新民
材料导报
Ca3Co4O9是一类很有希望的新型氧化物热电材料,用离散变分密度泛函方法(DFT-DVM)计算了失配层钴酸盐Ca3Co4O9的电子结构和化学键,讨论了它们与热电性能之间的关系.结果表明,Ca3Co4O9属于窄带半导体,在费米能级附近Co 3d主要对导带贡献,O 2p主要对价带贡献.Ca2CoO3层中Co-O键表现出明显的各向异性特征,在c轴方向上化学键比ab-面方向上强.Ca连接了CoO2和Ca2CoO3层的相互作用,Ca与周围O原子的弱结合有可能导致材料的低热导率.
关键词:
Ca3Co4O9
,
电子结构
,
化学键
,
热电性能
邢学玲
,
刘小满
,
许德华
,
闵新民
材料导报
采用离散变分密度泛函方法计算了Ca3Co2O6及掺铜体系,讨论了电子结构、化学键等与热电性能之间的关系.结果表明,一维Co-O链对材料的电学性能起着主导作用,Ca-O之间的弱结合导致材料具有较低的热导率.价带和导带主要由Co3d、Cu3d和O2p原子轨道贡献,价带和导带之间的能隙宽度表现半导体电子结构特征,且掺铜体系的能隙变窄,离子键和共价键减弱.由此推断,掺铜后体系的热电性能将有所改善.
关键词:
CasCo2O6
,
电子结构
,
化学键
,
热电性能
王苹
,
梅炳初
,
闵新民
,
洪小林
,
周卫兵
功能材料
采用热压工艺以Ti、Al、Si元素粉和活性炭为原料,分别以2.0Ti/1.1Al/1.0C(摩尔比)及以0.1和0.2mol的Si取代Al,合成了Ti2AlC/Ti3AlC2块体材料.通过建立Ti2AlC、Ti3AlC2和掺Si的计算模型,计算了平均原子净电荷和平均共价键键级.结果表明:以元素粉2.0Ti/1.1Al/1.0C为原料在1450℃热压60min合成只含有非常少量Ti3AlC2的Ti2AlC材料;当Si取代Al达到0.2mol时,作用非常明显,表现为使同一温度下Ti3AlC2含量增加而Ti2AlC含量减少.另外,应用掺Si后对原子净电荷和共价键键级的影响解释了实验结果.
关键词:
Si掺杂
,
热压
,
Ti2AlC/Ti3AlC2
,
理论分析
闵新民
,
朱磊
,
邢学玲
功能材料
用离散变分密度泛函分子轨道方法(DFT-DVM)和线性扩展平面波能带方法(LAPW)计算了Bi2Te3与SnBi2Te4,讨论了电子结构与热电性能之间的关系.Te(Ⅱ)-Bi离子键强度和Te(Ⅰ)-Bi差别不大,而Te(Ⅱ)-Bi共价键比Te(Ⅰ)-Bi强.Te(Ⅰ)-Te(Ⅰ)原子层之间的主要相互作用是范得华力而最弱.Bi2Te3掺Sn后Te-Bi离子键增强而共价键减弱,且费米能级处带隙变小.Sn主要影响导带结构.
关键词:
碲化铋
,
掺杂
,
电子结构
,
热电性能
邢学玲
,
闵新民
,
张文芹
材料导报
氧化物热电材料是半导体热电材料中的一种,具有独特的优点和广阔的应用前景,介绍与其研究相关的基础理论,并讨论了改善热电性能的途径.钴酸盐类氧化物中的NaCo2O4、Ca3Co4O9和Ca3Co2O6处于氧化物热电材料的研究前沿,综述了它们的晶体结构、制备方法、元素掺杂、热电性能及影响因素,探讨了其进一步的发展方向.
关键词:
钴酸盐类氧化物
,
热电材料
,
热电性能
闵新民
,
邢学玲
,
张文芹
功能材料
热电材料具有重要而广阔的应用前景.氧化物热电材料可以避免传统热电材料的一些缺点而倍受重视.本文综述了NaCo2O4、Ca3Co4O9和Ca3Co2O6等系列的晶体结构、制备方法、元素掺杂与改性、电子结构计算与理论分析等,并探讨了钴酸盐热电材料的进一步发展方向.
关键词:
钴酸盐
,
热电材料
,
制备
,
电子结构
,
性能
闵新民
,
邢学玲
,
朱磊
功能材料
用离散变分密度泛函分子轨道方法(DFT-DVM)计算了Mg2Si与掺Sb,Te和Ag系列,讨论了电子结构与热电性能之间的关系.掺杂使得离子键和共价键强度降低,在费米能级附近的能隙变小,从而提高材料电导率,降低材料热导率,优化了材料的热电性能.以上结论与实验结果一致.
关键词:
硅化镁
,
掺杂
,
电子结构
,
热电性能
