热电材料β-Cu2-xSe热传导性能模拟研究

摘要

"声子液体"热电材料β-Cu2-x Se具有优异的热电转换效率,采用分子动力学模拟的方法研究其热传导性能,分析了类"液态"离子的扩散能力和材料导热性能的相关性,并探究了材料加工处理手段(掺杂和空位)对材料热传导性能的影响.结果表明:类"液态"离子扩散能力和导热系数存在极强的相关性,β-Cu2-x Se中Cu+移动能力的增强会增加晶格的非简谐振动,从而强化了声子散射,导致材料导热系数的降低.掺杂和空位对"声子液体"热传导性能有不同的影响:材料内部存在空位时,Cu+倾向于在晶格缺陷中移动,降低了与Se构成的固定亚晶格碰撞概率,造成声学支声子频率的下降,有效地降低了导热系数,提高了材料的热电转换效率;相比空位,掺杂对导热系数的影响不明显.