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Thermoelectric properties of phosphorene at the nanoscale

机译：纳米级磷的热电性质

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Phosphorene is a new-emerging two-dimensional material with many fascinating electronic and thermal properties. Using nonequilibrium Green's function technique, we investigate the thermoelectric transport properties of phosphorene in the ballistic transport regime. We find that while the electronic conductance and thermal conductance of phosphorene are highly anisotropic, the Seebeck coefficient is isotropic. The maximum predicted thermopower reaches 2500 μV/K. We also find that the Wiedemann-Franz law is valid only when the chemical potential is inside valence band or conduction band. When the chemical potential is near the valence band maximum or conduction band minimum; however, the Wiedemann-Franz law becomes invalid, and interestingly, the figure of merit ZT reaches its maximum value. We also find that figure of merit ZT increases with the increase of temperature, and ZT in the armchair direction is much higher than that in the zigzag direction. By analyzing the various effects on ZT, we discuss the possible routines to enhance figure of merit ZT.
机译：磷是一种新兴的二维材料，具有许多引人入胜的电子和热学性质。使用非平衡格林函数技术，我们研究了在弹道输运体系中磷的热电输运特性。我们发现，虽然磷的电子电导率和导热率是高度各向异性的，但塞贝克系数却是各向同性的。最大预测热功率达到2500μV/ K。我们还发现，仅当化学势在价带或导带内时，维德曼-弗朗兹定律才有效。当化学势接近价带最大值或导带最小值时；然而，维德曼-弗朗兹定律变得无效，有趣的是，品质因数ZT达到最大值。我们还发现ZT的品质因数随温度的升高而增加，扶手椅方向的ZT远高于之字形方向的ZT。通过分析对ZT的各种影响，我们讨论了提高ZT品质因数的可能例程。

著录项

  • 来源
    《Journal of Materials Research》 |2016年第20期|3179-3186|共8页
  • 作者

    Hangbo Zhou; Yongqing Cai; Gang Zhang; Yong-Wei Zhang;

  • 作者单位

    Institute of High Performance Computing, A~*STAR, Singapore 138632;

    Institute of High Performance Computing, A~*STAR, Singapore 138632;

    Institute of High Performance Computing, A~*STAR, Singapore 138632;

    Institute of High Performance Computing, A~*STAR, Singapore 138632;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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