2模型和计算模拟参数计算热电器件和材料的效率取决于其热电品质因子（ ），由定义为： 热电品质因子 由 为塞贝克系数， 为电导， 为温度， 是由 给出的热导率，其中 （ ）是电子（声子）对 的贡献共同决定。本文的实验目的是测量功能基团以及上面各个参数对热电品质因子的影响大小[6]。

为了获得器件的几何结构和器件的基态哈密顿矩阵，我们先利用SIESTA软件进行器件结构的几何优化，模拟中，利用密度泛函理论（DFT）方法，其中的交换相关函数由广义梯度近似（GGA）下，并采用Perdew-Burke-Ernzerhof（PBE）参数化方法来描述。基组是双极化数值基组（DZP）[7]。实空间网格截止能量为250 Ry，最大力总和收敛值为小于0。02 eV/Ang。研究发现，对于有机小分子器件，为了获得更合理的基态几何结构，需要对于力收敛部分采取较低的阈值，以达到更合理的数值解[8]。论文网

对于热电性质的分析，我们材料后处理程序GOLLUM，该程序是专门用来研究材料的热电性质，理论基础也是基于非平衡格林函数（NEGF）的方法。与目前大多数程序一致，基于密度泛函理论，由所得的基态哈密顿矩阵，通过后处理来得到相应的电子传输性质和热电参数[9]。对于电子透射系数T（E）满足下列关系：

在这个表达式中， （E）=i（ （E）- ）描述了由于左（L）和右（R）电极和中心散射区域之间的耦合引起的电平变宽。 （E）是与这个耦合有关的延迟的自带能量， 是格林函数，其中H是哈密顿算符，S是重叠矩阵（均为SIESTA），热电性能比如电导G(T),热导率  （T），热电势S（T）和波尔帖效应系数П（T）的结点作为温度的函数，这几个参数由以下公式确定：

其中T(E)是透射系数，f(E)是费米狄拉克概率分布函数 ，T是温度， 是费米能量， 是电导量子，e是电子的电荷量， 为普朗克常量[10]。从这些表达式可以得出，热电特性ZT数值可以确定为：

这样可以由公式（7）来描述材料的热电品质特性[11]。 

3 结果与讨论

图1。器件的结构示意图（金黄色表示金原子，紫色为F原子，蓝色为氮原子，灰色为碳原子）

如图1所示，采用双电极模型，分子为1,4-苯二胺分子（1,4-Diaminobenzene，BDA）以及对应的衍生物，氟原子取代苯环上的氢原子所得的结构取名为四氟代1,4-苯二胺分子（tetra-fluorine,1,4-Diaminobenzene，TFBDA），甲基取代后所得的结构取名为四甲基1,4-苯二胺分子（tetra-methyl,1,4-Diaminobenzene，TMBDA）。我们知道，氟原子具有很强的电负性，与其他元素形成的化学键十分强，具有很强的吸引力；而甲基（—C ）具有很强的共极性，供电基团的引入，使得分子的最高占有轨道能级升高，或者说电子的解离能降低；而引入吸电子基团，使得分子的最低空轨道能级降低，这样降低了体系的能隙[12]。基于以上的模型示意结构，我们研究取代基对分子器件的热电性质影响。

图2。三种模型的热电品质因子随温度的变化曲线图

如图2所示，模拟得到三种模型的热电品质因子（ZT）随着温度变化的曲线图，三者均随着温度的升高而增加，0到50K时，三者的ZT值差别不大，50 K之后，BDA与TFBDA的ZT值均随温度升高而增加，二者曲线增长较缓慢，在50到265 K之间几乎持平，300K以后TFBDA的ZT值略高于BDA。而TMBDA的ZT值在50 K之后产生了明显的突增。在400K时，BDA的ZT值达到约为2。6× ，TFBDA的ZT值达到约为3。0× ，TMBDA的ZT值达到约为1。42× 。我们知道，一个材料的ZT值越高，它的热电转换效率越高，在室温300 K时，由于甲基（—C ）的存在，TMBDA的ZT值明显高于TFBDA和BDA，基于1-4苯二胺分子模型，我们可以得出结论，引入供电子基团对材料的ZT值影响很大，能够显著提高热电材料的热电品质因子，而吸电子基团对材料的影响很小，几乎没有提高原本材料的ZT值。文献综述 功能基团取代的氨基苯分子的热电性质理论研究(2):http://www.youerw.com/wuli/lunwen_198233.html