二硫化鎢的熱電性能如何？

中鎢智造二硫化鎢（WS₂）是一種典型的鎢化合物，除了具有良好的催化性能、潤滑性能和光學性能之外，還有優良的熱電性能，因而在能源轉換與利用領域備受關注。

二硫化鎢的熱電性能基於塞貝克效應、帕爾貼效應和湯姆遜效應。塞貝克效應指的是當WS₂的兩端存在溫度差時，會產生熱電勢，從而形成電流；帕爾貼效應則與之相反，當有電流通過WS₂時，會在其兩端產生溫度差；湯姆遜效應描述的是在具有溫度梯度的導體中，電流通過時會吸收或放出熱量。在實際應用中，二硫化鎢可利用這些熱電效應實現熱能與電能的相互轉換，例如在溫差發電和熱電製冷領域。

熱電性能參數包括Seebeck係數，電導率，熱導率等。

Seebeck係數：Seebeck係數反映了二硫化鎢將溫度差轉化為熱電勢的能力。研究表明，WS₂的Seebeck係數與載流子濃度、能帶結構密切相關。一般情況下，合適的摻雜或調控層數等手段可以優化其Seebeck係數。例如，通過化學摻雜引入適量的雜質原子，改變WS₂的電子結構，進而調節Seebeck係數。理論計算和實驗測量顯示，在特定條件下，二硫化鎢的Seebeck係數能夠達到一定數值，為其在熱電轉換中的應用提供了基礎。

電導率：電導率決定了二硫化鎢傳導電流的能力。高品質的二硫化鎢晶體具有較好的電導率，但受到晶體缺陷、雜質以及外界環境等因素影響。如晶體中的空位、位元錯等缺陷會散射載流子，降低電導率；而適當的表面修飾或優化製備工藝可以減少缺陷，提高電導率。在熱電應用中，需要在提高Seebeck係數的同時，盡可能保持較高的電導率，以實現高效的熱電轉換。

熱導率：熱導率衡量二硫化鎢傳導熱量的能力。較低的熱導率有利於提高熱電轉換效率，因為減少了熱端向冷端的熱傳導損失。二硫化鎢的熱導率主要由晶格振動和電子傳導兩部分貢獻。層狀結構的WS₂中，層間較弱的范德華力使得聲子散射增強，從而降低了晶格熱導率。通過控制晶體結構、引入納米結構或缺陷等方式，可以進一步降低熱導率，提高其熱電性能。

影響二硫化鎢熱電性能的因素有哪些？

晶體結構與層數：二硫化鎢的晶體結構對熱電性能有顯著影響。不同晶型的WS₂，其原子排列和電子分佈不同，導致熱電性能各異。此外，層數也起著關鍵作用。隨著層數的減少，量子限域效應增強，能帶結構發生變化，進而影響Seebeck係數和電導率等熱電參數。例如，單層WS₂與多層或塊體二硫化鎢相比，可能具有獨特的熱電性能優勢。

摻雜與缺陷：摻雜不同元素可以改變二硫化鎢的電子結構，調控載流子濃度和遷移率，從而影響熱電性能。合適的雜質原子引入可以增加載流子濃度，提高電導率，同時優化Seebeck係數。而缺陷的存在，如空位、雜質原子替代等，會對聲子和電子的傳輸產生散射作用，影響熱導率和電導率。因此，精確控制摻雜和缺陷的種類、濃度和分佈，是優化WS₂熱電性能的重要手段。

外部條件：溫度、壓力等外部條件也會對二硫化鎢的熱電性能產生影響。溫度變化不僅改變載流子的熱運動狀態，還會影響晶體結構的穩定性，進而改變熱電參數。壓力的施加可以改變WS₂的晶格常數和電子結構，對其熱電性能產生調控作用。在實際應用中，需要根據具體工作環境，綜合考慮這些外部因素對WS₂熱電性能的影響。

版權及法律問題聲明

本文資訊由中鎢線上®（www.ctia.com.cn，news.chinatungsten.com）根據各方公開的資料和新聞收集編寫，僅為向本公司網站、微信公眾號關注者提供參考資料。任何異議、侵權和不當問題請向本網站回饋，我們將立即予以處理。未經中鎢線上授權，不得全文或部分轉載，不得對檔所載內容進行使用、披露、分發或變更；儘管我們努力提供可靠、準確和完整的資訊，但我們無法保證此類資訊的準確性或完整性，本文作者對任何錯誤或遺漏不承擔任何責任，亦沒有義務補充、修訂或更正文中的任何資訊；本文中提供的資訊僅供參考，不應被視為投資說明書、購買或出售任何投資的招攬檔、或作為參與任何特定交易策略的推薦；本文也不得用作任何投資決策的依據，或作為道德、法律依據或證據。

• < 前一頁
• 下一個 >