Аннотация:
В последние годы были предприняты значительные усилия по исследованию влияния нетривиальной электронной топологии на термоэлектрические свойства материалов. В частности, топологические изоляторы и двумерные полуметаллы стали новым классом термоэлектрических материалов. Когда уровень Ферми находится в пределах запрещённой зоны, термоэлектрический транспорт в двумерных топологических изоляторах определяется в первую очередь одномерными геликоидальными краевыми состояниями, тогда как в трёхмерных топологических изоляторах транспорт определяется двумерными состояниями, которые существуют на поверхности материала. В настоящей работе сделан обзор результатов, полученных на квантовых ямах HgTe, уникальность которых заключается в том, что они сочетают в себе оптимальные характеристики топологических изоляторов и наиболее эффективных термоэлектрических материалов. Также рассмотрены термоэлектрические явления в двумерных полуметаллах на основе HgTe. Эти материалы имеют перекрывающиеся в энергетическом пространстве электронные и дырочные зоны, что приводит к сильному взаимному рассеянию между электронами и дырками, влияющему на термоэлектрический транспорт, и приводит к температурно-зависимому сопротивлению. Явления термоЭДС в двумерных полуметаллах рассматриваются с учётом эффектов диффузии и фононного увлечения. Кроме того, в обзоре обсуждаются двумерные полуметаллы Вейля с бесщелевым конусным спектром и их термоэлектрические свойства. Отмечается влияние сосуществования дираковских и тяжёлых дырок в валентной зоне на термоэлектрические свойства данного материала и перспективы его применения в термоэлектрических устройствах.
Ключевые слова:
топологический изолятор, термоЭДС, квантовый транспорт, квантовая яма HgTe.
PACS:72.15.Jf, 72.20.Pa, 85.35.Be
Поступила:14 февраля 2025 г. Доработана: 2 апреля 2025 г. Одобрена в печать: 9 апреля 2025 г.
Полный текст:
PDF файл (3183 kB)
Первая страница:
PDF файл