通过费米表面复杂性因子, 高通量搜寻新型热电材料

Jeffrey Snyder: 通过费米表面复杂性因子, 高通量搜寻新型热电材料

热电材料在我们高科技中变的越来越重要和突出！抓住热电材料测试设备的重要方法。

电子在固体内的环境相当复杂，但其在原子晶格内仍可视为自由移动。不过在模拟电子的运动和材料的性能时，需要用有效质量代替其真实质量作为参数，以考虑电子受固体内环境的影响。有效质量是电子能带结构方便的描述参量，但其定义有多种方式，每种可描述电子传输的某方面特征，与被模拟的材料特定性质相关。美国西北大学G. Jeffrey Snyder教授等基于*性原理开展了玻尔兹曼输运计算，模拟不同的电子输运特性。他们从塞贝克系数提取态密度有效质量、从电导率提取惯性质量来表征能带结构，发现可用这两种有效质量的比值确定材料费米表面复杂性因子Nv * K *。在简单体系中这一因子取决于费米表面袋的数量（N v *）及体系的各向异性K *，两者都有利于提高材料热电性能。如经典的PbTe就具有较高的Nv * K *。因此，费米表面复杂性因子可用于高通量搜索高性能的新型热电材料。