編號：NMJS08623
篇名：基于貝葉斯算法的5-7環(huán)缺陷石墨烯納米帶熱電性能優(yōu)化設計
作者：伍靜 崔春鳳 歐陽滔 唐超
關(guān)鍵詞： 熱電轉(zhuǎn)換 5-7環(huán)缺陷石墨烯納米帶 貝葉斯算法 非平衡格林函數(shù)
機構(gòu)： 湘潭大學物理與光電工程學院 湘潭大學
摘要： 由于結(jié)構(gòu)巨大的自由度,缺陷石墨烯納米帶熱電轉(zhuǎn)換性能的優(yōu)化設計是材料研究領(lǐng)域的難點之一.本文利用非平衡格林函數(shù)結(jié)合貝葉斯算法,對5-7環(huán)缺陷石墨烯納米帶熱電性能進行了優(yōu)化設計.研究結(jié)果表明,在搜尋具有高熱電轉(zhuǎn)換效率5-7環(huán)缺陷石墨烯納米帶的過程中,貝葉斯算法具備有效性和優(yōu)越性.計算發(fā)現(xiàn),利用貝葉斯算法能快速且準確地從32896個候選結(jié)構(gòu)中搜索到具有最佳熱電轉(zhuǎn)換性能的唯一構(gòu)型.即使在效率最低的一輪優(yōu)化中,也僅需要計算1495個候選結(jié)構(gòu)(約占所有候選結(jié)構(gòu)的4.54%)即可尋找到最佳構(gòu)型.研究還發(fā)現(xiàn),在室溫下的最佳構(gòu)型5-7環(huán)缺陷石墨烯納米帶(長和寬分別為21.162nm和1.23 nm)的熱電優(yōu)值ZT (約1.13)較完美石墨烯納米帶(約0.14)提升了近一個量級.這主要歸因于5-7環(huán)缺陷有效抑制了系統(tǒng)的電子熱導率,使得功率因子的減弱作用和熱導率的抑制作用(正效應)之間達到了最大平衡.研究結(jié)果為設計和制備具有優(yōu)異熱電轉(zhuǎn)換效率的石墨烯納米帶熱電器件提供了一種新的可行性方案.
