Вышедшие номера
Home » Физика и техника полупроводников » Год 2023, выпуск 9 » Статья стр. 758
<<<>>>
Теоретические оценки фактора термоэлектрической мощности графена, капсулированного между 3D и 2D полупроводниковыми и металлическими слоями
Давыдов С.Ю.1, Посредник О.В.2
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина), Санкт-Петербург, Россия
Email: Sergei_Davydov@mail.ru, ovposrednik@etu.ru
Поступила в редакцию: 13 сентября 2023 г.
В окончательной редакции: 13 декабря 2023 г.
Принята к печати: 20 декабря 2023 г.
Выставление онлайн: 12 января 2024 г.
PDF версия
Определены условия экстремальности значений проводимости sigma, коэффициента Зеебека S и фактора термоэлектрической мощности PF=sigma S2 капсулированного графена, рассматриваемых как функции химического потенциала μ. В качестве обкладок рассмотрены 3D и 2D полупроводники и переходные металлы. Использование простых моделей позволило получить аналитические результаты. Численные оценки выполнены для однолистного графена и объемных Si, Ge и 16 бинарных III-V и II-VI соединений, шести двумерных полупроводниковых дихалькагенидов переходных металлов и всех элементов 3d-, 4d- и 5d-рядов. Приведены рекомендации материалов обкладок, позволяющих максимизировать термоэлектрические характеристики. Кратко обсуждается также капсулированный двухслойный графен. Ключевые слова: термоэлектрические характеристики, капсулированный графен, 3D полупроводники, 2D дихалькагениды переходных металлов, 3D и 2D переходные металлы.
  1. A.M. Dehkordi, M. Zebarjad, J. He, T.M. Tritt. Mater. Sci. Engin. R: Reports, 97, 1 (2015)
  2. Y. Xia, J. Park, F. Zhou, V. Ozolins. Phys. Rev. Appl., 11, 024017 (2019)
  3. E.B. Isaacs, C. Wolverton. Phys. Rev. Mater., 3, 015403 (2019)
  4. S. Wei, C. Wang, S. Fan, G. Gao. J. Appl. Phys., 127, 155103 (2020)
  5. D. Li, Y. Gong, Y. Chen, J. Lin, Q. Khan, Y. Zhang, Y. Li, H. Zhang, H. Xie. Nano-Micro Lett., 12, 36 (2020)
  6. H. Usui. K. Kuroki. J. Appl. Phys., 121, 165101 (2017)
  7. E.H. Hasdeo, L.P.A. Krisna, M.Y. Hanna, B.E. Gunara, N.T. Hung, A.R.T. Nugraha. J. Appl. Phys., 126, 035109 (2019)
  8. Y. Xia, J. Park, V. Ozolins, C. Wolverton. Phys. Rev. B, 100, 201401(R) (2019)
  9. J.M. Adhidewata, A.R.T. Nugraha, E.H. Hasdeo, P. Estell, B.E. Gunara. arXiv: 2107.06826
  10. A. Darmawan, E. Suprayoga, A.R.T. Nugraha, A.A. AlShaikhi. arXiv: 2107.10603
  11. K.L. Grosse, M.-H. Bae, F. Lian, E. Pop, W.P. King. Nature Nanotechnol., 6, 287 (2011)
  12. J. Duan, X. Wang, X. Lai, G. Li, K. Watanabe, T. Taniguchi, M. Zebarjadi, E.Y. Andrei. PNAS, 113, 14272 (2016)
  13. Z.Z. Alisultanov. Low Temp. Phys., 39, 592 (2013)
  14. С.Ю. Давыдов, О.В. Посредник. ФТТ, 65, 652 (2023). [S.Yu. Davydov. Phys. Solid State, 65, 635 (2023)]
  15. С.Ю. Давыдов. Письма ЖТФ, 47 (13), 52 (2021). [S.Yu. Davydov. Techn. Phys. Lett., 47, 649 (2021)]
  16. C. Persson, U. Lidefelt. Materials Science Forum, 264--268, 275 (1998)
  17. С.Ю. Давыдов. ЖТФ, 84 (4), 155 (2014). [S.Yu. Davydov. Techn. Phys., 59, 624 (2014)]
  18. Ф. Бехштедт, Р. Эндерлайн. Поверхности и границы раздела полупроводников (М., Мир, 1990) гл. 4
  19. S. Mammadov, J. Ristein, J. Krone, C. Raidel, M. Wanke, V. Wiesmann, F. Speck, T. Seyller. 2D Mater., 4, 015043 (2017)
  20. A.H. Castro Nero, F. Guinea, N.M.R. Peres, K.S. Novoselov, A.K. Geim. Rev. Mod. Phys., 81, 109 (2009)
  21. J.O. Sofo, G.D. Mahan. Phys. Rev. B, 49, 4565 (1994)
  22. Z.M. Gibbs, H.S. Kim, H. Wang, G.J. Snyder. Appl. Phys. Lett., 106, 022112 (2015)
  23. С.Ю. Давыдов. ФТТ, 64 (6), 817 (2021)
  24. В.Ю. Ирхин, Ю.П. Ирхин. Электронная структура, физические свойства и корреляционные эффекты в d- и f-металлах и их соединениях (Екатиренбург, УрО РАН, 2004) гл. 2
  25. У. Харрисон. Электронная структура и свойства твердых тел (М., Мир, 1983) гл. 20
  26. Ч. Киттель. Квантовая теория твердых тел (М., Наука, 1967) гл. 18
  27. С.Ю. Давыдов, В.О. Посредник. Письма ЖТФ, 47 (11), 37 (2021)
  28. В.С. Фоменко. Эмиссионные свойства материалов (Киев, Наук. думка, 1981)
  29. И. В. Антонова. ФТП, 50, 67 (2016). [I.V. Antonova. Semiconductors, 50, 66 (2016)]
  30. С.Ю. Давыдов. ФТП, 51, 226 (2017). [S.Yu. Davydov. Semiconductors, 51, 217 (2017)]
  31. С.Ю. Давыдов. ФТП, 54, 446 (2020). [S.Yu. Davydov. Semiconductors, 54, 523 (2020)]
  32. С.Ю. Давыдов. ФТТ, 62, 955 (2020). [S.Yu. Davydov. Phys. Solid State, 62, 1085 (2020)]
  33. A. Chaves, J.G. Azadani, H. Alsalman, D.R. da Costa, R. Frisenda, A.J. Chaves, S.H. Song, Y.D. Kim, D. He, J. Zhou, A. Castellanos-Gomez, F.M. Peeters, Z. Liu, C.L. Hinkle, S.-H. Oh, P.D. Ye, S.J. Koester, Y.H. Lee, Ph. Avouris, X. Wang, T. Low. 2D Mater. Appl., 4, 29 (2020)
  34. Y. Jing, B. Liu, X. Zhu, F. Ouyang, J. Sun, Y. Zhou. Nanophotonics, 9, 1675 (2020)
  35. J. Kang, S. Tongay, J. Zhou, J. Li, J. Wu. Appl. Phys. Lett., 102, 012111 (2013)
  36. J.A. Silva-Guillen, P. San-Jose, R. Roldan. Appl. Sci., 6, 284 (2016)
  37. A.C. Dias, F. Qu, D.L. Azevedo, J. Fu. Phys. Rev. B, 98, 075202 (2018)
  38. S.K. Pandey, R. Das, P. Mahadevan. ACS Omega, 5, 15169 (2020)
  39. S. Aas, C. Bulutaya. J. Appl. Phys., 126, 115701 (2019)
  40. F.D.M. Haldane, P.W. Anderspn. Phys. Rev. B, 13, 2553 (1976)
  41. J. Nevalaita, P. Koskinen. Phys. Rev. B, 97, 035411 (2018)
  42. J. Nevalaita, P. Koskinen. AIP Advances, 10, 065327 (2020)
  43. S. Ono. Phys. Rev. B, 102, 166424 (2020)
  44. T. Wang, M. Park, Q. Yu, J. Zhang, Y. Yang. Materials Today Advances, 8, 100092 (2020)
  45. С.Ю. Давыдов. ФТТ, 55, 1433 (2013). [S.Yu. Davydov. Phys. Solid State, 55, 1536 (2013)]
  46. S. Kim, J. Ihm, H.J. Choi, Y.-W. Son. Phys. Rev. Lett., 100, 176802 (2008)
  47. T. Jayasekera, S. Xu, K.W. Kim, B. Nardell. Phys. Rev. B, 84, 035442 (2011)
  48. А.А. Варламов, А.В. Кавокин, И.А. Лукьянчук, С.Г. Шарапов. УФН, 182, 1229 (2012). A.A. Varlamov, A.V. Kavokin, I.A. Luk'yanchuk, S.G. Sharapov. [Phys.-Uspekhi, 55, 1146 (2012)]
  49. J.M. Buhmann, M. Sigrist. Phys. Rev. B, 88, 115128 (2013)
  50. M.I. Katsnelson. Graphene (N.Y., Cambridge University Press, 2012)
  51. E. McCann, M. Koshino. Rep. Progr. Phys., 76, 056503 (2013)
  52. С.Ю. Давыдов. ФТТ, 58, 779 (2016). [S.Yu. Davydov. Phys. Solid State, 58, 804 (2016)]
  53. M. Barbier, P. Vasilopoulos, F.M. Peeters. Phil. Trans. R. Soc., Math. Phys. Engin. Sci., 368, 5499 (2011)
  54. M. Killi, S. Wu, A. Paramekanti. Phys. Rev. Lett., 107, 086801 (2011)
  55. T.P. Kaloni, Y.C. Cheng, U. Schwingenschlogl. J. Mater. Chem., 22, 919 (2012)
  56. F. Sattari, E. Faizabadi. Inter. J. Mod. Phys. B, 27, 1350024 (2013)
  57. C.H. Pham, T.T. Nguyen, V.L. Nguyen. J. Appl. Phys., 116, 123707 (2014)
  58. L. Azadi, S. Shojaei. J. Comput. Electron., 20, 1248 (2021)
  59. S.A.A. Ghorashi, A. Dunbrack, J. Sun, X. Du, J. Cano. arXiv: 2206.13501
  60. С.Ю. Давыдов. ФТТ, 64, 1828 (2022). [S.Yu. Davydov. Phys. Solid State, 64, 1792 (2022)].

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2025 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme