Strain-induced multi-conduction band convergence for enhanced thermoelectric performance in n-type SnSe: A first-principles study
Year: 2026
Type: article
Abstract: n型单晶SnSe具有本征的低晶格热导率和多能带结构，同时具有环境友好、地壳储量丰富和价格低廉的优势．本文结合第一性原理计算和玻尔兹曼输运理论，研究了在750 K时-6%至6%的b轴应变对SnSe热电性能的影响．对比了常数弛豫时间近似和非常数弛豫时间近似两种方法，结果表明，这两种方法得到的功率因子随应变的变化规律在定性上相似，但常数弛豫时间近似会高估功率因子．基于非常数弛豫时间近似方法的研究结果表明，2%拉伸应变将n型SnSe在a轴方向上的最大功率因子PFxx提升至22.1 μW cm-1 K-2，4%拉伸应变将其在b轴方向上的最大功率因子PFyy提升至19.0 μW cm-1 K-2，相对无应变分别提升了11.9%和58.5%．在4%拉伸应变下，a轴方向上最大热电优值ZTxx提升了40.07%，从2.3增至3.2；b轴方向上最大热电优值ZTyy提升了54.10%，从1.1增至1.6．拉伸应变通过能带收敛有效提高了塞贝克系数，同时保持了较高的电导率，从而协同提升了功率因子与ZT值．本研究表明，b轴拉伸应变能有效改善n型单晶SnSe的热电性能，提升其在热电领域的应用潜力．
Source: Acta Physica Sinica
Authors: Wang Yu-Ting, Wei Wei, Zhou Kai
Language: Chinese
Subfield: Materials Chemistry
Field: Materials Science
Domain: Physical Sciences
Open Access status: diamond
OpenAlex ID: W7171866509