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闵新民 等：Bi Te 与SnBi Te 的电子结构与热电性能研究 1156 2 3 2 4 Bi Te 与SnBi Te 的电子结构与热电性能研究* 2 3 2 4 ∗ 闵新民，朱 磊，邢学玲 (武汉理工大学 材料复合新技术国家重点实验室, 湖北 武汉 430070) 摘 要：用离散变分密度泛函分子轨道方法(DFT- 周期。DFT-DVM 方法中 Bi2Te3 的计算模型包括 12 DVM) 和线性扩展平面波能带方法(LAPW) 计算了 层共 52 个原子，按 D3d 点群操作分为 7 类原子； Bi Te 与SnBi Te ，讨论了电子结构与热电性能之间 SnBi Te 的计算模型包括 11 层共 57 个原子，按D 2 3 2 4 2 4 3d 的关系。Te(II)-Bi 离子键强度和Te(I)-Bi 差别不大, 而 点群操作分为 10 类原子。LAPW 方法中根据 Bi Te 2 3 Te(II)-Bi 共价键比Te(I)-Bi 强。Te(I)-Te(I)原子层之间 与 SnBi Te 的晶胞结构并考虑周期性边界条件进行 2 4 的主要相互作用是范得华力而最弱。Bi2Te3 掺 Sn 后 计算。 Te-Bi 离子键增强而共价键减弱, 且费米能级处带隙 变小。Sn 主要影响导带结构。 关键词：碲化铋；掺杂；电子结构；热电性能 中图分类号：O64 1 文献标识码：A 文章编号：1001-9731(2004)增刊 1 引 言 热电材料具有交叉耦合的热电输运性能。利用热 电材料的这种性质可以把热能直接转变为电能, 特 别是对环境无污染和能源利用的多样性, 为解决人 类所面临的两大难题－环境污染和能源危机展示了 光明的前景。目前热电材料的热电转换效率还太低 (10%) ，严重制约了它的广泛使用。因此, 迫切需要 Te(I) 0.26nm 具有高性能的热电材料问世。Bi2Te3 是性能较好的热 Te(I) 0.174nm 电材料，掺 Sn 后形成 SnBi Te 。本文用离散变分密 Bi 2 4