1、能源是人類社會賴以生存和發(fā)展的基礎。世界經濟和人類社會的發(fā)展都離不開能源的開發(fā)和利用。能源的生產及利用對所有國家的經濟及環(huán)境非常重要，就目前來看，煤炭、石油、天然氣等化石能源仍是能源的主要來源。化石燃料在燃燒時會產生各種氣體、固體廢物和發(fā)電時產生的余熱對環(huán)境造成嚴重的污染，燃料中的碳轉變?yōu)槎趸歼M入大氣，從而導致了溫室效應，改變全球氣候，危害生態(tài)平衡。因此，新能源的開發(fā)和利用成為了各國科學家關注的焦點。熱電材料是一種新型的能源材料，它

2、是一種將熱能和電能相互轉換的功能材料，可有效的利用工業(yè)廢熱、汽車廢氣余熱等，并且熱電材料還具有體積小、重量輕、工作過程中無噪音等優(yōu)點。因此，本課題的研究不僅具有理論意義，而且還具有很強的現(xiàn)實意義。
　　熱電轉化效率的高低由無量綱ZT值來表示，ZT=S2σT/(ke+kl)又叫做熱電優(yōu)值，S與σ分別表示塞貝克系數(shù)與電導率，其中熱導率k=ke+kl，ke、kl分別表示電子熱導率和晶格熱導率，T是絕對溫度。因此，好的熱電材料應該是有大的

3、塞貝克系數(shù)，高的電導率，低的熱導率。金屬材料通常擁有高的電導率，但是也具有高的熱導率。玻璃材料有低的熱導率，但是電導率也非常低。因此，好的熱電材料應該具有像“電子晶體-聲子玻璃”的性質。半導體硅化物具有高熔點、來源豐富、價格低廉等特點，在提高溫度時化學性穩(wěn)定，所以在高溫下?lián)碛泻玫男再|。半導體氮化物由于其物理和技術應用引起了人們的關注，晶格結構、彈性、以及相變在實驗和理論計算中也被廣泛研究。
　　在本論文中，我們主要研究了半導體硅化

4、物CrSi2、β-FeSi2、半導體氮化物IrN2以及Zintl相化合物Ba3Al3P5、Ba3Ga3P5的熱電性質。我們應用第一性原理的計算方法和玻爾茲曼理論計算了CrSi2、β-FeSi2、 IrN2、 Ba3Al3P5與Ba3Ga3P5的電子結構，并探索了其熱電性質。經過計算，我們發(fā)現(xiàn)CrSi2的熱電性質p型要好于n型，其原因可能是電導率大的各向異性引起的。對于CrSi2，沿著z方向空穴的有效質量小于沿著x方向，結果空穴沿著z方向

5、的遷移率要高于沿著x方向的。我們還預測了當空穴摻雜的濃度為1-6×1021 cm-3可以提高CrSi2的熱電性能，這對實驗也有一定的指導作用。n型β-FeSi2的輸運性質好于p型的，其原因可能是電導率大的各向異性引起的。運用第一性原理和玻爾茲曼輸運計算，我們分析了IrN2的熱電性質。我們計算了IrN2的塞貝克系數(shù)、電導率、載流子濃度、功率因子、最大熱電優(yōu)值。溫度為720 K時，對于純相IrN2塞貝克系數(shù)為260μV/K，這表明IrN2是