Hf2CF2单层热传输及热电性质的第一原理研究
作者机构：中国地质大学(武汉)数学与物理学院 宜宾学院材料与化学工程学部
出 版 物：《原子与分子物理学报》 (Journal of Atomic and Molecular Physics)
年 卷 期：2025年第4期
页 面：174-182页
学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 0702[理学-物理学]
基 金：国家自然科学基金(41474067) 四川省科技支持计划(2023YFSY0036)
主 题：MXene Hf2CF2 热电性能 晶格热导率 第一性原理
摘 要：二维MXene材料是一种新型的功能性材料，其在热电领域具有潜在应用价值.本文采用第一性原理计算方法，通过求解声子和电子的玻尔兹曼输运方程，计算研究了MXene Hf2CF2单层的热传输特征和热电性质.声子谱揭示了Hf2CF2单层具有热力学稳定性.在室温条件下，Hf2CF2单层的晶格热导率为14.25 Wm-1K-1,且随着温度的升高而降低；电子热导率却随着温度和掺杂浓度的增加而升高.电输运性质中，电导率和Seebeck系数随载流子浓度的变化相反，确保能够获得优异的热电性能.在600 K条件下，n型MXene Hf2CF2单层的最大功率因子可以达到61.24 mW/（mK2）.载流子迁移率具有较高的各向异性，且电子的迁移率远远高于空穴的迁移率.基于热导及电导计算结果，n型MXene Hf2CF2单层沿x轴方向的热电优值可达到1.75,高于其他已报道的类似结构的热电优值，表明了MXene Hf2CF2单层是一种潜在的高性能n型热电材料.
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