N型Cu掺杂NiO的电子结构与热电性能

摘要

基于密度泛函理论第一性原理计算的方法研究了Cu掺杂NiO氧化物的能带结构、电子能量状态密度和电荷分布,系统分析了其电输运参数和热电性能。能带结构计算结果表明,Cu掺杂后NiO氧化物带隙减小。态密度计算结果表明,Cu掺杂后NiO氧化物费米能级附近的状态密度大大提高。电荷分布计算结果表明,Cu掺杂后NiO氧化物阳离子和阴离子之间偏向共价结合。载流子输运参数分析结果表明,Cu掺杂后NiO氧化物费米能级附近的载流子有效质量均增大,其迁移率降低,费米能级附近的载流子浓度增加。电输运性能分析结果表明,载流子在OOp态、NiOd态、Cud态电子与OOs、OOp态、NiOs、NiOp态、CuOs、CuOp态电子形成的能级之间的跃迁形成载流子迁移过程。热电性能分析结果表明,Cu掺杂后NiO氧化物电阻率大大降低,Seebeck系数有望得到提高,Cu掺杂可提高NiO氧化物的热电性能。