一种基于卟啉和石墨烯纳米带的分子热电器件设计方法技术

本发明专利技术属于分子热电器件设计技术领域，公开了一种基于卟啉和石墨烯纳米带的分子热电器件设计方法，以不同连接方式形成的分子热电器件对热电能量转换性能的影响；通过建立拉伸应变、剪切应变下的不同卟啉和石墨烯纳米带构建的微结构，计算应变后的电子能带、声子谱和热输运性质；分析链间相互作用对电子能带、声子结构的影响，并总结变化规律；在卟啉和石墨烯纳米带构建的微结构中掺入不同元素和不同浓度对应的最优掺杂位置和形成能，总结不同掺杂对卟啉和石墨烯纳米带构建的微结构的热电能量转换学性质的影响规律。本发明专利技术利用非平衡格林函数与第一性原理计算相结合的方法，以卟啉和石墨烯纳米带为研究对象，构建性能优异的分子热电器件。

【技术实现步骤摘要】
一种基于卟啉和石墨烯纳米带的分子热电器件设计方法
本专利技术属于分子热电器件设计
，尤其涉及一种基于卟啉和石墨烯纳米带的分子热电器件设计方法。
技术介绍
目前，卟啉是一类由四个吡咯类亚基的α-碳原子通过次甲基桥(＝CH-)互联而形成的大分子杂环化合物。其母体化合物为卟吩，有取代基的卟吩即称为卟啉。卟啉环有26个π电子，是一个高度共轭的体系，并因此显深色。"卟啉"一词是对其英文名称porphyrin的音译，其英文名则源于希腊语单词，意为紫色，因此卟啉也被称作紫质。许多卟啉以与金属离子配合的形式存在于自然界中，如含有二氢卟吩与镁配位结构的叶绿素以及与铁配位的血红素。卟啉或经过修饰的卟啉可以与铁、钴、铝等金属配位，在助催化剂的共同作用下催化二氧化碳与环氧化合物共聚。人体内卟啉积累过多时会造成卟啉病，也称紫质症。石墨烯纳米带的结构具有高电导率、高热导率、低噪声，这些优良品质促使石墨烯纳米带成为集成电路互连材料的另一种选择，有可能替代铜金属。有些研究者试着用石墨烯纳米带来制成量子点，他们在纳米带的某些特定位置改变宽度，形成量子禁闭(quan本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于卟啉和石墨烯纳米带的分子热电器件设计方法，其特征在于，所述基于卟啉和石墨烯纳米带的分子热电器件设计方法包括：/n研究卟啉与不同种类石墨烯纳米带，以不同连接方式形成的分子热电器件对热电能量转换性能的影响；/n通过建立拉伸应变、剪切应变下的不同卟啉和石墨烯纳米带构建的微结构，计算应变后的电子能带、声子谱和热输运性质；/n通过简谐和非简谐力常数，分析链间相互作用对电子能带、声子结构的影响，并总结其中的变化规律；/n在卟啉和石墨烯纳米带构建的微结构中掺入Mn、Au、Cu不同元素和不同浓度对应的最优掺杂位置和形成能，总结不同掺杂对卟啉和石墨烯纳米带构建的微结构的热电能量转换学性质的影响规律。...

【技术特征摘要】
1.一种基于卟啉和石墨烯纳米带的分子热电器件设计方法，其特征在于，所述基于卟啉和石墨烯纳米带的分子热电器件设计方法包括：
研究卟啉与不同种类石墨烯纳米带，以不同连接方式形成的分子热电器件对热电能量转换性能的影响；
通过建立拉伸应变、剪切应变下的不同卟啉和石墨烯纳米带构建的微结构，计算应变后的电子能带、声子谱和热输运性质；
通过简谐和非简谐力常数，分析链间相互作用对电子能带、声子结构的影响，并总结其中的变化规律；
在卟啉和石墨烯纳米带构建的微结构中掺入Mn、Au、Cu不同元素和不同浓度对应的最优掺杂位置和形成能，总结不同掺杂对卟啉和石墨烯纳米带构建的微结构的热电能量转换学性质的影响规律。


2.如权利要求1所述基于卟啉和石墨烯纳米带的分子热电器件设计方法，其特征在于，石墨烯纳米带可根据边缘形态分为锯齿形、扶手椅型和手性型，由于不同种类的石墨烯纳米带具有不同的载流子注入特性。


3.如权利要求1所述基于卟啉和石墨烯纳米带的分子热电器件设计方法，其特征在于，计算电子热输运性质过程中，利用密度泛函理论计算输出经过全自由度弛豫后的体系的电子哈密顿量及交叠矩阵，利用非平衡格林函数与Landauer公式计算出该分子器件的电导、电子热导和塞贝克系数。


4.如权利要求1所述基于卟啉和石...

【专利技术属性】
技术研发人员：包本刚，孔永红，高海峡，朱湘萍，
申请(专利权)人：湖南科技学院，
类型：发明
国别省市：湖南;43