锑化钴热电材料基本力学性能的微观模拟开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1．目的及意义（含国内外的研究现状分析）

随着全球工业化步伐的加快，世界性的能源危机和环境恶化成为21世纪主要的社会问题。热电转换技术作为一种环境友好的能源转换技术具有深远的研究价值。它是利用半导体热电材料中载流子的输运实现热能和电能的直接转换的技术，包括热电发电和热电制冷。热电领域从上世纪50年代起开始发展，bi2te3体系热电材料得到商业化应用。但由于转换效率和成本问题，热电工业的发展一直受到很大的局限。进入90年代，美国海军研究室（onr），国防先进技术研究计划局（darpa）以及其他国家重点实验室都加入对热电材料及其器件的研究开发，世界范围内掀起了热电研究的热潮。近些年来，热电研究者们相继发现了许多新的块体热电材料，同时也提出了各种改善热电材料和器件性能的新思路，热电研究进入了一个崭新的时代。

近年来，随着全世界范围内对热电研究的重视，热电材料的热电性能获得了较大进展。一方面，一些具有特殊结构、性能优越的新型块体材料被相继发现，比如方钴矿（skutterudites）、笼式化合物（clathrates）、half-heusler合金、zn4sb3等。另一方面，一些机构致力于研究量子阱、量子线、量子点超晶格以及薄膜超晶格等低维材料，先后报道了zt大于2的实验结果。这样，在热电材料的研究上逐步形成了两大研究方向，即开发新型块体热电材料和研究低维热电材料。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究内容

本课题研究理想单晶结构的锑化钴热电材料的微观力学行为，包括模拟不同温度下单晶块体cosb3的单轴拉伸和压缩变形过程，根据应力—应变曲线和原子构型演化分析，获得单晶块体cosb3的基本力学性能以及温度对其力学行为影响的一般规律。

2.2技术方案及措施

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，基本确立研究思路，完成开题报告。

第4-5周：建立单晶块体cosb3的原子模型。

第6-8周：建立单晶块体cosb3的分子动力学模拟方法。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]杨绪秋. CoSb_3热电材料的分子动力学模拟研究[D].武汉理工大学,2012. [2]朱云广. CoSb_3化合物材料的电子结构、材料制备与热电性能研究[D].南京航空航天大学,2012.. [3]李燊. 压力对CoSb_3体系热电性质作用机制的理论研究[D].吉林大学,2012. [4]张茜. CoSb_3基方钴矿热电材料的合成及其性能研究[D].燕山大学,2015.[5]徐攀攀. 掺杂CoSb_3热电性能的理论研究[D].山东大学,2014. [6]席丽丽,杨炯,史迅,张文清,陈立东,杨继辉. 填充方钴矿热电材料:从单填到多填[J].中国科学:物理学 力学 天文学,2011,06:706-728. [7]徐薇. 填充方钴矿的晶格动力学及热电组元结构优化研究[D].华中科技大学,2013. [8]余健. 填充方钴矿热电材料的非平衡制备和结构与热电性能调控[D].武汉理工大学,2014. [9]佘武昌. CoSb_3/Ti界面原子扩散的分子动力学模拟[D].武汉理工大学,2012.[10]孙世金. 方钴矿热电材料基本力学性能的分子动力学模拟[D].武汉理工大学,2006. [11]邓乐. 高性能CoSb_3基热电材料的高温高压合成及性能分析[D].吉林大学,2012.[12]路朋献. CoSb_3基方钴矿材料的热电性能研究[D].郑州大学,2011[13]Zhu Y, Shen H, Zuo L, et al. Thermoelectric properties and electronic structure of Te-doped CoSb3compounds[J]. Solid State Communications, 2011, 151(19): 1388-1393[14]Han C, Li Z, Dou S. Recent progress in thermoelectric materials[J]. Chinese Science Bulletin, 2014, 59(18): 2073-2091[15]Xiao C, Qin X, Zhang J, et al. High thermoelectric and reversible pnp conduction type switching integrated in dimetal chalcogenide[J]. Journal of the American Chemical Society, 2012, 134(44): 18460-18466