Зарядовая динамика в низкоразмерном допированном термоэлектрике

Abstract

материалы, которые преобразуют тепло в электричество, необходимы для решения проблем глобального потепления и других климатических проблем. Термоэлектрические нанопроволоки являются новыми метаматериалами для таких применений. Неадиабатические расчеты связи имеют решающее значение для понимания термически активированного переноса заряда в термоэлектрических материалах. В данной работе расчеты неадиабатической электронной динамики используются для оценки скоростей релаксации электронов в нанопроводах теллурида свинца. Расчеты выполнены на основе теории функционала плотности основного состояния. Переходы между состояниями моделируются в терминах уравнения движения Редфилда, параметризованного на лету неадиабатическими связями вдоль термализованной траектории молекулярной динамики. Начальное и возбужденное состояния аппроксимируются переходом электрона с занятой на незанятую орбиту Кона-Шэма. При каждом переходе рассчитывалось изменение значений энергии и ожидаемого положения относительно времени. Тенденции скорости релаксации электронов и дырок были проанализированы путем исследования их зависимости от начальной энергии возбуждения и температуры. В данной работе предоставлены вычислительные доказательства в поддержку исходной гипотезы о том, что скорости релаксации электронов соответствуют закону запрещенной зоны.