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feiyue_金蟲(chóng) (小有名氣)
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[交流]
熱電----載流子過(guò)濾（energy filtering）理論知識(shí)交流
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如題。 都放假了不知道還有沒(méi)有人。 現(xiàn)在做熱電在理論方法上載流子過(guò)濾或稱(chēng)能量過(guò)濾是一個(gè)重要的研究方法。通過(guò)構(gòu)造一個(gè)勢(shì)壘（potential barrier）過(guò)濾低能載流子讓高能載流子參與輸運(yùn)從而提高Seebeck系數(shù)，但由于部分載流子被過(guò)濾，所以電導(dǎo)會(huì)降低。以?xún)?yōu)化壁壘高度和載流子濃度是使用能量過(guò)濾面臨的主要問(wèn)題。 我想詢(xún)問(wèn)的是：勢(shì)壘過(guò)濾的基本物理機(jī)理是怎么樣的？ 什么是勢(shì)？勢(shì)壘如何散射載流子、聲子？ 希望大家多來(lái)交流交流~ |
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穿越千年: 回帖置頂 2015-02-06 08:44:18
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feiyue, 參考這篇文章：Rational Design of Advanced Thermoelectric Materials，圖1和文章中相關(guān)的描述。 電荷密度隨著電子的能量是有一定的分布的，這個(gè)分布相對(duì)于費(fèi)米能級(jí)的不對(duì)稱(chēng)性越強(qiáng)，Seebeck就越大。如果能提供一個(gè)勢(shì)壘，比如圖一中的晶界可以提供，能量低的電子就不能越過(guò)這個(gè)勢(shì)壘，這樣就剩下高能的電子，這部分電子的平均能量高，導(dǎo)致電子整體的能量分布對(duì)于費(fèi)米能級(jí)有非常強(qiáng)的不對(duì)稱(chēng)，這樣Seebeck就大。一般來(lái)說(shuō)，可以簡(jiǎn)單的認(rèn)為能量低于勢(shì)壘的電子就不能通過(guò)這個(gè)勢(shì)壘，被散射了。另外一個(gè)角度，載流子波長(zhǎng)和晶粒大小的比較，當(dāng)兩者接近，散射嚴(yán)重。 |
15樓2015-02-04 18:37:44
wtr083708
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38樓2015-02-05 23:01:34
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42樓2015-02-06 14:03:20
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feiyue_: 回帖置頂 2015-02-06 14:24:44
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壁壘過(guò)濾一開(kāi)始是在基體中摻入納米顆粒進(jìn)行過(guò)濾，如下圖一（出自Large Enhancements of Thermopower and Carrier Mobility in Quantum Dot Engineered Bulk Semiconductors），另外一種還有構(gòu)造界面勢(shì)壘過(guò)濾，而不是單單的納米顆粒過(guò)濾了。我在想如果是納米顆粒的話(huà)，由于壁壘的寬度如果和載流子平均自由程相當(dāng)或者更大可以起到較好的散射和阻礙作用（同時(shí)對(duì)聲子也起散射的作用，降低熱導(dǎo)），但如果壁壘寬度比較小那么散射過(guò)濾效果將減弱；那么采用壁壘過(guò)濾是否可以將能量低的幾乎全部阻隔下來(lái)，這樣效果更好。 關(guān)于界面類(lèi)型的壁壘過(guò)濾我看的文章比較少~ 另一個(gè)更大的問(wèn)題是：這個(gè)壁壘的高度是怎么確定的？ 就如圖一所示起到，我選擇何種材料它的壁壘高度就恰好起到最佳過(guò)濾效果，怎么來(lái)選這個(gè)材料是個(gè)難題。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題Je-Hyeong 的Electron energy filtering by a nonplanar potential to enhance the thermoelectric power factor in bulk materials這篇文章有提到，不過(guò)我沒(méi)看懂。 2.jpg |
43樓2015-02-06 14:24:33
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2樓2015-02-04 17:27:07
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3樓2015-02-04 17:28:27
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4樓2015-02-04 17:33:20
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5樓2015-02-04 17:40:53
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6樓2015-02-04 17:49:36
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| 祝福 |
7樓2015-02-04 17:49:41
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8樓2015-02-04 17:55:07
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 本帖僅樓主可見(jiàn) |
9樓2015-02-04 18:14:22
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10樓2015-02-04 18:20:04
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