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专利号: 2020114836669
申请人: 湖南科技学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-05-31
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于卟啉和石墨烯纳米带的分子热电器件设计方法,其特征在于,所述基于卟啉和石墨烯纳米带的分子热电器件设计方法包括:研究卟啉与不同种类石墨烯纳米带,以不同连接方式形成的分子热电器件对热电能量转换性能的影响;

通过建立拉伸应变、剪切应变下的不同卟啉和石墨烯纳米带构建的微结构,计算应变后的电子能带、声子谱和热输运性质;

通过简谐和非简谐力常数,分析链间相互作用对电子能带、声子结构的影响,并总结其中的变化规律;

在卟啉和石墨烯纳米带构建的微结构中掺入Mn、Au、Cu不同元素和不同浓度对应的最优掺杂位置和形成能,总结不同掺杂对卟啉和石墨烯纳米带构建的微结构的热电能量转换学性质的影响规律。

2.如权利要求1所述基于卟啉和石墨烯纳米带的分子热电器件设计方法,其特征在于,石墨烯纳米带可根据边缘形态分为锯齿形、扶手椅型和手性型,由于不同种类的石墨烯纳米带具有不同的载流子注入特性。

3.如权利要求1所述基于卟啉和石墨烯纳米带的分子热电器件设计方法,其特征在于,计算电子热输运性质过程中,利用密度泛函理论计算输出经过全自由度弛豫后的体系的电子哈密顿量及交叠矩阵,利用非平衡格林函数与Landauer公式计算出该分子器件的电导、电子热导和塞贝克系数。

4.如权利要求1所述基于卟啉和石墨烯纳米带的分子热电器件设计方法,其特征在于,计算声子输运过程中,利用基于密度泛函理论的有限差分法或者密度泛函微扰方法计算出整个体系的动力学矩阵,利用非平衡格林函数与Landauer公式计算出体系的声子热导,并揭示其内在的声子输运机理。

5.如权利要求1所述基于卟啉和石墨烯纳米带的分子热电器件设计方法,其特征在于,计算热输运性质过程中,热导率的计算需已知各原子间的简谐和非简谐力常数;

利用第一性原理软件包VASP中的有限位移方法或密度泛函微扰理论计算卟啉和石墨烯纳米带构建的维结构计算简谐和非简谐力常数,并由此计算声子热导率。

6.如权利要求1所述基于卟啉和石墨烯纳米带的分子热电器件设计方法,其特征在于,卟啉和石墨烯纳米带以及经过应变、掺杂或低维化等处理后的卟啉和石墨烯纳米带维结构首先需要建立超胞模型,再计算体系的形成能,分析处理后的体系的稳定性。

7.一种由权利要求1~6任意一项所述基于卟啉和石墨烯纳米带的分子热电器件设计方法设计的分子热电器件。

8.一种使用权利要求7所述分子热电器件的分子热电制冷机。

9.一种使用权利要求7所述分子热电器件的分子热电发动机。

10.一种使用权利要求7所述分子热电器件的热电制冷器件。