Ultrahigh thermoelectric performance of Janus α-STe2 and α-SeTe2 monolayers

文献情報

出版日 2022-11-01
DOI 10.1039/D2CP03659B
インパクトファクター 3.676
著者

Gang Liu, Aiqing Guo, Fengli Cao, Weiwei Ju, Zhaowu Wang, Hui Wang, Guo-Ling Li, Zhibin Gao


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要旨

Janus α-STe2 and α-SeTe2 monolayers are investigated systematically using first-principles calculations combined with semiclassical Boltzmann transport theory. Janus α-STe2 and α-SeTe2 monolayers are indirect semiconductors with band gaps of 1.20 and 0.96 eV, respectively. It is found that they possess ultrahigh figure of merit (ZT) values of 3.9 and 4.4, respectively, at 500 K, much higher than that of the pristine α-Te monolayer (2.8). The higher ZT values originating from Janus structures reduce lattice thermal conductivities remarkably compared with the pristine α-Te monolayer. The much higher phonon anharmonicity in Janus monolayers leads to significantly lower lattice thermal conductivity. It is also found that electronic thermal conductivity can play an important role in thermoelectric efficiency of materials with quite low lattice thermal conductivity. This work suggests the potential applications of Janus α-STe2 and α-SeTe2 monolayers as thermoelectric materials and highlights that using a Janus structure is an effective way to enhance thermoelectric performance.

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掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

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