2模型和计算模拟参数计算
在理论模拟中,我们构建如图1所示的模型示意图,分别由右电极,中间区和左电极构成。两边的电极由14-Zigzag石墨烯纳米带构成。为保证电极性质,选择4个重复单位共计120个原子组成。对于中间区,分布选择六边形,菱形和三角形三种缺陷,并对其中的缺陷封氢已饱和悬键。再此基础上,利用SIESTA[14-18]程序对体系进行优化,选择的收敛力阈值为0。04 eV/Ang。对于石墨烯纳米带,我们选择局域交换相互泛函(LDA)方法,所得的C-C和C-H键长与其它理论报道值相一致。文献综述
基于SIESTA程序模拟基础,通过GOLLUM后处理程序,运用非平衡格林函数方法,可以计算出电子的透射系数Te,其电子透射系数可以表示为:Te(E)=tr(GrΓLGaΓR)
式中: Ga 为中心散射区的前进格林函数;Gr=(Ga) †表示中心散射区的推迟格林函数;tr 为对矩阵求迹;互为共轭ΓL;ΓR,此为中心散射区域与左、右端半无限长区域库函数的耦合。
图1。 缺陷调制石墨烯纳米带热电性质模型示意图。
计算求得到透射系数后,就可以求解与热电品质因子ZT有关的各项物理量。为了描述的方便,我们引入中间函数,即:
于是各电学量可表示为:
德国人塞贝克(Seebeck)于1823年首次发现当两种不同导体构成闭合回路时,如果两个接点的温度不同,则两接点间有电动势产生,并且在回路中有电流通过。我们将这一现象称为温差电现象或塞贝克效应。通常用无量纲热电品质因子ZT来衡量材料的热电性能:
该公式中S: 塞贝克系数: [S] = V/K;I: 电导率: [G] = 1/Ωm;K: 热导率: [κ] = W/K;