N型Cu掺杂NiO的电子结构与热电性能

硅酸盐通报 , 2015, 34(4): 941-950.

N型Cu掺杂NiO的电子结构与热电性能

张飞鹏 ^1, , 杨欢 ^2, , 张忻 ^3, , 路清梅 ^4, , 张久兴 ^5,

1.河南城建学院数理学院,平顶山467036;北京工业大学材料科学与工程学院,新型功能材料教育部重点实验室,北京100124

2.河南城建学院土木工程学院,平顶山,467036

3.北京工业大学材料科学与工程学院,新型功能材料教育部重点实验室,北京100124

4.北京工业大学材料科学与工程学院,新型功能材料教育部重点实验室,北京100124

5.北京工业大学材料科学与工程学院,新型功能材料教育部重点实验室,北京100124

基金项目: 河南省科技计划(132300410071)资助项目国家自然科学基金(51201037) 青年骨干教师项目(20140425) 北京市自然科学基金(2112007)

关键词： NiO , Cu掺杂 , 电输运参数 , 热电性能

Electronic Structure and Thermoelectric Properties of Cu doped NiO

Keywords： NiO , Cu doping , electrical transport parameter , thermoelectric property

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Op态、Ni d态、Cud态电子与Os、Op态、Ni s、Ni p态、Cu s、Cu p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.

参考文献

[1]	Zhou M;Li JF;Kita T .Nanostructured AgPbmSbTem+2 system bulk materials with enhanced thermoelectric performance[J].Journal of the American Chemical Society,2008(13):4527-4532.
[2]	Zhang, F.P.;Lu, Q.M.;Zhang, X.;Zhang, J.X. .Electrical transport properties of CaMnO_3 thermoelectric compound: A theoretical study[J].The journal of physics and chemistry of solids,2013(12):1859-1864.
[3]	Zhang, F.P.;Zhang, X.;Lu, Q.M.;Zhang, J.X.;Liu, Y.Q.;Zhang, G.Z..Preparation and high temperature thermoelectric properties of Ca_(3 - X)Ag_xCo_4O_(9 + δ) oxides[J].Solid state ionics,2011:1-5.
[4]	刘少辉,贾建峰,王娇,胡行,王新昌,刘世江.NiO基氧化物热电材料的合成及其性能[J].材料科学与工程学报,2012(04):518-521.

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