《層狀類MoS2低維熱電材料的多尺度計算研究》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由呂紅艷擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：層狀類MoS2低維熱電材料的多尺度計算研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：呂紅艷
- 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
熱電材料可以實現熱能和電能的直接相互轉換，這類材料的研究對於日益嚴重的能源及環境問題具有重要意義。理論和實驗研究都表明，結構低維化是提高材料熱電性能的一個有效途徑。層狀類MoS2材料（MX2）具有準二維結構，其特殊的電學和光學特性引起了研究者的廣泛關注。最近的研究表明，該類化合物可能是潛在的優良熱電材料，調控和最佳化該類化合物的熱電性能並設計新型的熱電材料變得非常重要。本項目將採用第一性原理方法、半經典的玻爾茲曼輸運理論和經典的分子動力學等多尺度計算方法，系統地研究類MoS2（MX2，M=Mo, W; X=S, Se, Te）低維體系（包括超晶格、片層、納米管）的結構、電子、聲子和熱電輸運性質，預測和最佳化不同的低維結構的熱電性能。本項目的研究將為理解結構低維化在影響材料熱電性能方面的微觀物理機制提供幫助，同時為實驗上合成新型熱電材料提供參考。
結題摘要
層狀類MoS2材料具有準二維結構，其特殊的電學和光學特性引起了研究者的廣泛關注。二維MX2層狀材料具有豐富的物理性質，在本項目中，我們主要開展了以下三方面的工作：（1）我們研究了應力對單層ZrS2電子、聲子和熱電性能的調控，通過施加雙軸應力，可以提高單層ZrS2的Seebeck係數，並同時降低其熱導率，從而使體系的室溫ZT值提高4.3倍，達到2.4，體系的熱電性能得到顯著的提高；（2）我們研究了單層CrSe2/CrTe2和ZrS2納米帶的結構、電子和磁性。應力可以使單層CrSe2/CrTe2發生鐵磁-反鐵磁轉變，並使其居里溫度提高到室溫以上；通過調節 ZrS2 納米帶的切割方向及頻寬， ZrS2 納米帶表現出了豐富的電子和磁性質；（3）我們研究了WTe2及MoTe2的極大磁電阻現象，預測單層WTe2可能具有和塊材相似的極大磁電阻效應；電子口袋特殊的軌道織構和完美的電子空穴補償效應是MoTe2極大磁電阻效應的主要來源。在本項目中，我們對二維層狀MX2材料的性質進行了拓展，為其在微型熱電器件以及納米自旋電子器件的套用提供相關研究基礎。在該項目的資助下，總計發表SCI論文6篇，包括Phys. Rev. B（2篇）, J. Mater. Chem. C（1篇）, EPL（1篇），RSC Adv.（1篇），Phys. Lett. A（1篇）。
