摘要:由于成本效益和易于操作,室温长波红外(LWIR)检测器比低温溶液优先。当前未冷却的LWIR探测器(例如微量体计)的性能受到降低的灵敏度,缓慢的响应时间和缺乏动态光谱可调性的限制。在这里,我们提出了一个基于石墨烯的有效室温LWIR检测器,利用其可调的光学和电子特性,具有高检测性和快速响应时间。固有的弱光吸收可以通过与光腔耦合的图案化石墨烯上的狄拉克等等离子增强。通过不对称载体生成环境,通过Seebeck效应将吸收的能量转化为光伏。此外,通过静电门控实现8-12μmLWIR带中的动态光谱可调性。拟议的检测平台铺平了新一代未冷却的基于石墨烯的LWIR光电探测器,用于诸如分子传感,医学诊断,军事,安全和空间之类的广泛应用。关键字:红外探测器,石墨烯,二维材料,狄拉克等离子,光热效应
主组硫化岩广泛用于相变数据存储[1-3]和静电能量转换。[4 - 6]相变材料(PCM)可以可逆地在无定形状态和晶状状态之间切换,这些状态与二进制数字“ 0”和“ 1”相等。[1,7]上级PCM需要分别具有高速相变(包括高速相变的属性)以及两个状态之间的大型光学和电阻对比,分别是可重写的光学和非挥发性电子数据存储。[1,8],疗程材料需要大的电导率(σ),如金属中,具有高的seebeck系数(s)(如半轴),以及低导热率(κ)和低的导热率(κ ZT = S2σT /κ的序列。[9-11]有趣的是,这些苛刻且看似矛盾的要求是在一类葡萄菌化合物(例如Gete和SB 2 TE 3)及其合金中发现的。[3,12,13]这种令人惊讶的属性组合促使我们研究了负责属性独特投资组合的潜在机制。材料的特性通常受两种类型的因素约束。其中之一与由组成元素(即通过化学键合机制)连接的固有特性有关。[14]另一个因素与由空缺等结构缺陷控制的外在特性有关,[15,16]位错,[17 - 19]晶界(GBS),[20-23]
随着连续可穿戴的生理监测系统在医疗保健方面变得更加普遍,因此对可以在长时间持续时间可持续能够可持续使用电源的无线传感器和电子设备的功率来源。使用热电发生器(TEG)收集可穿戴能量,其中人体加热转化为电能,这是一种有希望的方法来延长无线操作并解决电池寿命的问题。在这项工作中,引入了高性能TEG,将3D打印的弹性体与液态金属环氧聚合物复合材料和热电半导体相结合,以实现与人体的弹性合规性和机械兼容性。热电特性在能量收集(seebeck)和主动加热/冷却(毛皮)模式中都具有特征,并检查在各种条件下(例如坐着,步行和跑步)的可穿戴能量收获的性能。在户外行走时戴在用户的前臂上时,TEG阵列能够使用光子传感器收集光摄影学(PPG)波形数据,并使用板载蓝牙蓝牙低能(BLE)无线电器将数据无线传输到外部PC。这代表了在可持续磨损的智能电子产品的道路上向前迈出的重要一步。
热电材料能够实现热和电的直接转换,在制冷和发电方面有着良好的应用前景,引起了人们的广泛关注。考虑到更广泛的应用场景和在室温(RT)附近更大的需求,在过去的几十年里,在室温附近具有高性能的 TE 材料引起了广泛的研究关注。材料的 TE 性能通过其无量纲性能系数 zT = S 2 σT/(κ e +κ L ) 来判断,其中 S、σ、T、κ e 和 κ L 分别为塞贝克系数、电导率、绝对温度、热导率 κ 的电子和晶格分量。到目前为止,Bi 2 Te 3 基合金是唯一在 RT 附近具有理想 zT 值的商业化材料,而 n 型 Mg 3 Sb 2 最近被认为是另一种有前途的 TE 材料,其 zT 在 RT 附近约为 0.8。 Bi 2 Te 3 和 Mg 3 Sb 2 均具有本征的低晶格热导率κL,这是其高TE性能的基础之一。1-4
摘要:审查了基于NBO 2的记忆,能量产生和存储薄膜设备的当前研究方面。溅射等离子体包含NBO,NBO 2和NBO 3簇,影响NBO 2的NU锻炼和生长,通常会导致纳米棒和纳米固定剂的形成。nbo 2(i4 1 /a)在1081 K到金红石(p4 2 /mnm)处进行莫特拓扑转变,从而产生电子结构的变化,这主要在回忆录中使用。Seebeck系数是控制热电设备性能的关键物理参数,但其温度行为仍然存在争议。尽管如此,它们在900 K以上的表现有效。由于尚未达到理论能力,因此有很大的潜力可以证明NBO 2电池,这可以通过未来的扩散研究来解决。功能材料的热管理,包括热应力,热疲劳和热休克,即使可能导致失败,也经常被忽略。NBO 2表现出相对较低的热膨胀和高弹性模量。NBO 2薄膜设备的未来看起来很有希望,但是需要解决一些问题,例如属性对应变和晶粒尺寸的依赖性,具有点和扩展缺陷的多个接口,以及与各种自然和人造环境相互作用,可以实现多功能应用和耐用性能。
我们展示了如何同时控制 ZnO 薄膜的电和热传输特性,该薄膜是通过原型原子层沉积 (ALD) 工艺从二乙基锌 (DEZ) 和水前体制备的。关键的 ALD 工艺参数是在 DEZ 前体脉冲之后施加的 N 2 吹扫时间。我们利用 X 射线反射率测量来表征薄膜的生长特性,利用光致发光光谱来表征结构缺陷,利用电传输测量来表征载流子密度、电阻率和塞贝克系数,利用时域热反射测量来表征热导率。光致发光光谱数据表明,延长吹扫时间会产生结构缺陷,从而增加电子载流子密度;这可以解释薄膜电导率增强的原因。同时,缺陷可能会阻碍薄膜中的热传输。因此,实现电导率的同时增加和热导率的降低对热电学至关重要。此外,在光学和微电子领域中,人们非常希望对半导体 ZnO 薄膜的本征电传输特性进行简单的控制。
聚合物也已成为有机热电学的潜在候选物,[7,8]有可能提供柔性,大面积和低成本的能源产生或加热 - 可吸引人的应用,例如,可穿戴能量收获,目前是传统的脆性和通常的毒性或稀有毒性或稀有层次的材料,这些材料目前是不可能的。ther- moelectric材料通过优异ZT = S2σT /κ的无量纲数进行评估,其中S,σ,T和κ分别代表塞贝克系数,电气有效性,绝对温度和热电导率。大多数连接的聚合物的特征是低κ值,从本质上有助于高ZT。通过P型共轭聚合物(例如ZT> 0.25)(PEDOT)(PEDOT)(pEDOT)等最广泛的热电研究证实了这一点。[9,10] P型和N型热电材料的性能应在任何实际应用之前彼此配对。ever,基于N型共轭聚合物的热电设备在功率因数方面仍然远低于其P型对应物(s2σ)。[11,12]因此,有效的发展
聚合物也已成为有机热电学的潜在候选物,[7,8]有可能提供柔性,大面积和低成本的能源产生或加热 - 可吸引人的应用,例如,可穿戴能量收获,目前是传统的脆性和通常的毒性或稀有毒性或稀有层次的材料,这些材料目前是不可能的。ther- moelectric材料通过优异ZT = S2σT /κ的无量纲数进行评估,其中S,σ,T和κ分别代表塞贝克系数,电气有效性,绝对温度和热电导率。大多数连接的聚合物的特征是低κ值,从本质上有助于高ZT。通过P型共轭聚合物(例如ZT> 0.25)(PEDOT)(PEDOT)(pEDOT)等最广泛的热电研究证实了这一点。[9,10] P型和N型热电材料的性能应在任何实际应用之前彼此配对。ever,基于N型共轭聚合物的热电设备在功率因数方面仍然远低于其P型对应物(s2σ)。[11,12]因此,有效的发展
我们提出了一项有关通过任意极化光照射增强双层石墨烯(BLG)的热电(TE)性能的综合研究,重点是具有锯齿形边缘的AA和AB堆放的配置。利用紧密结合理论和密度功能理论(DFT)的结合,我们系统地分析了光照射对电子和语音传输特性的影响。光照射改变了电子跳跃参数,创造了不对称的传输函数,从而显着增加了Seebeck系数,从而增强了功绩(FOM)的整体形象。对于语音贡献,DFT计算表明,与AA相比,ABSTACKSTACKSTACKENSTACK STACKENS呈现较低的晶格导热率,这归因于增强的Anharmonic散射和声子组速度。组合分析表明,在两种堆叠类型中,FOM都超出了统一性,在辐射引起的间隙附近有了显着改善。此外,我们探讨了FOM对系统尺寸和温度的依赖性,这表明光辐射的BLG对有效的热电学转换和废热恢复具有很大的希望。我们的结果显示在广泛的辐照参数中的响应良好。这些发现提供了通过光引起的修改为高级TE应用优化BLG的关键见解。