Single-layer XBi2Se4 (X = Sn Pb) with multi-valley band structures and excellent thermoelectric performance

热电效应 材料科学 凝聚态物理 电子迁移率 声子 声子散射 热电材料 半导体 有效质量(弹簧-质量系统) 塞贝克系数 带隙 功勋 热导率 光电子学 热力学 复合材料 物理 量子力学
作者
Cenglin Yao,Xiaoxiao Rao,Wenyu Fang,Xiaofei Sheng,Shuang Peng,Pengcheng Zhang
出处
期刊:Ceramics International [Elsevier BV]
卷期号:49 (15): 25455-25462 被引量:11
标识
DOI:10.1016/j.ceramint.2023.05.085
摘要

Using the first-principle simulations and the Boltzmann transport equation, our study investigated the properties of single-layer SnBi2Se4 and PbBi2Se4, including stability, elasticity, electronic and thermoelectric transport properties. We discovered that both 2D materials have acceptable cleavage energies ranging from 0.27 to 0.28 J/m2 and that they are indirect semiconductors with narrow band gaps of 0.68 eV and 0.94 eV, respectively. Interestingly, the valence band maximum exhibits ‘multi-valley’ energy dispersion. Furthermore, SnBi2Se4 and PbBi2Se4 have comparable electron and hole mobility of about ∼102 cm2/Vs and ∼103 cm2/Vs, respectively resulting in high conductivity and a high thermoelectric power factor. Owing to low group velocities and strong phonon–phonon scattering rates, the materials exhibit low lattice thermal conductivities of 2.59 W/mK (SnBi2Se4) and 1.73 W/mK (PbBi2Se4). Thus, they demonstrate high thermoelectric figures of merit, namely 0.31 (SnBi2Se4) and 0.37 (PbBi2Se4) at 300 K, which rise further to 1.22 and 1.82, respectively, at 700 K. Our results suggest that these two single-layer materials are promising candidates for use in nanoelectronics and thermoelectric appliances.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
典雅碧空应助ccdk2025采纳,获得10
刚刚
343386625完成签到,获得积分10
刚刚
王鹏飞完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
林少玮发布了新的文献求助10
1秒前
执着凡梦发布了新的文献求助10
1秒前
彭于晏应助泽灵采纳,获得10
1秒前
囫囵十年完成签到,获得积分10
1秒前
卿卿完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
李健应助朴实绾绾采纳,获得10
2秒前
孝顺的尔丝完成签到,获得积分10
2秒前
睡觉王完成签到 ,获得积分10
2秒前
weiwei完成签到,获得积分10
3秒前
MiSD完成签到,获得积分10
3秒前
柳叶刀的终极传人完成签到,获得积分10
3秒前
张子文发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
小木木完成签到 ,获得积分10
6秒前
科研通AI5应助圆圆采纳,获得10
6秒前
纷纷完成签到 ,获得积分10
7秒前
顺心的惜蕊完成签到 ,获得积分10
7秒前
如意的新梅完成签到,获得积分10
7秒前
狸宝的小果子完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
Alvin发布了新的文献求助10
7秒前
2041完成签到,获得积分10
9秒前
健壮的绿凝完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
9秒前
无限毛豆完成签到 ,获得积分10
10秒前
飘逸剑身完成签到,获得积分10
11秒前
星空完成签到 ,获得积分10
12秒前
平平无奇种花小天才完成签到,获得积分10
13秒前
剑门侠客完成签到,获得积分10
13秒前
CUREME完成签到,获得积分10
13秒前
杭紫雪发布了新的文献求助10
13秒前
CHENG_2025应助llll采纳,获得10
13秒前
淡淡的豁完成签到,获得积分0
13秒前
赘婿应助干净的问寒采纳,获得10
14秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Technical Brochure TB 814: LPIT applications in HV gas insulated switchgear 1000
Immigrant Incorporation in East Asian Democracies 600
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3968637
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3513552
关于积分的说明 11168493
捐赠科研通 3248935
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1794554
邀请新用户注册赠送积分活动 875188
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 804691