<i>Ab initio</i> thermoelectric calculations of ring-shaped bands in two-dimensional <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Bi</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>Te</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="0.28em"/><mml:msub><mml:mi>Bi</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>Se</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math>, and <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Sb</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>Te</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math>: Comparison of scattering approximations
Notice bibliographique
Résumé
Materials with ring-shaped electronic bands are promising thermoelectric (TE) candidates since their unusual dispersion shape is predicted to give large power factors. In this paper, we use density functional theory to investigate single and double quintuple-layer ${\mathrm{Bi}}_{2}{\mathrm{Te}}_{3},\phantom{\rule{0.28em}{0ex}}{\mathrm{Bi}}_{2}{\mathrm{Se}}_{3}$, and ${\mathrm{Sb}}_{2}{\mathrm{Te}}_{3}$ and to compare the TE properties using three scattering approximations: constant relaxation time, constant mean free path, and scattering rates proportional to the density of states (the so-called DOS model). Focus is placed on elucidating how these particular dispersion shapes influence the TE characteristics and on understanding how each scattering model impacts TE transport. The single quintuple-layer materials possess two ring-shaped valence-band maxima that provide an abrupt increase in conducting channels, which benefits the power factor. Below the band edge a ring-shaped minimum is found to further enhance TE performance within the DOS model due to a sharp drop in the DOS and, thus, scattering. An analytic ``octic'' dispersion model, designed to capture the observed characteristics of the band structure, is introduced and shown to qualitatively reproduce the first-principles results. The double quintuple-layer materials display notably worse TE properties since their dispersions are significantly modified compared to the single quintuple-layer case and lose much of the ring-shaped character. Our analysis shows that the benefits of ring-shaped bands are sensitive to the alignment of the two ring maxima and to the degree of ring anisotropy. Moreover, the predicted TE performance can vary significantly depending on the choice of scattering approximation, which could benefit from further study to assess the accuracy of these simple scattering models.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,010 | 0,009 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,005 | 0,010 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,003 | 0,010 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,010 |
| Études des sciences et des technologies | 0,008 | 0,009 |
| Communication savante | 0,006 | 0,007 |
| Science ouverte | 0,011 | 0,010 |
| Intégrité de la recherche | 0,008 | 0,009 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,657 | 0,008 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; les deux têtes enseignantes s’accordent sur ce qui est montré ici.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».