Sn掺杂对In2O3热电性能的影响

• 作者: 叶灵云 胡阳 闫玉丽
• 来源期刊: 原子与分子物理学报
• 学科: 化学
• 关键词: 密度泛函理论 热电特性 电子结构 Sn掺杂In2O3
• 年，卷（期）: 2019,（4）
• 所属期刊栏目: 原子分子物理交叉学科
• 页码范围: 668-674
• 页数: 7页
• 分类号: O65
• 字数: 4515字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-0364.2019.04.022

摘要

本文利用第一性原理结合半经典玻尔兹曼理论研究了Sn掺杂对In2O3热电特性的影响.由于一个In2O3原胞有80个原子,所以为了清楚表明Sn的掺杂浓度,我们将化学式表述为In32-xSnxO48.形成能的计算表明Sn比较容易取代In位,且Inb位比Ind位更容易被取代.且只有x=1,形成能是负值,而x=2和3的形成能是正值.电子结构的计算表明Sn掺杂对In2O3的能带结构的形状影响很小,只是费米能级向导带方向移动了,基于这一点我们预测刚性带模拟In2O3的电子热电特性和实际Sn掺杂的应该比较接近.输运性质的计算表明在价带顶或导带底附近,电子输运性质随化学势发生明显的变化,而在价带以上导带以下的一定化学势范围内,虽然S,σ/τ和n随化学势和温度变化比较大,ZeT随化学势和温度几乎没有变化,且n型和p型掺杂下的ZeT非常接近,大小在1附近.令人兴奋的是,通过将刚性带模型计算In2O3电子输运性质和实验结果对比,发现当温度为1000K,化学势为0.6512Ry时的实验ZT=0.28和理论0.273非常接近.而此化学势远在导带底以上,说明如果选择较低的掺杂浓度,In2O3的输运性质有望进一步提高.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	闫玉丽	河南大学物理与电子学院计算材料科学研究所	19	116	7.0	9.0
2	叶灵云	郑州成功财经学院国际经济与贸易系	3	1	1.0	1.0
3	胡阳	河南大学物理与电子学院计算材料科学研究所	1	1	1.0	1.0