马志豪，王 宁，孟 丛，高 聪，贾宏志

（上海理工大学 上海市现代光学系统重点实验室，上海 200093）

引 言

随着半导体产业的飞速发展，高度集成的微纳电子器件在正常工作时会产生大量余热进而影响其工作性能和使用寿命。传统风冷和液冷方式无法解决大功率器件或高热流密度芯片的热管理问题。热电制冷器件能够直接将热能转换为电能，并且具有无机械传动部件、体积小、重量轻、使用寿命长等优点，非常适合解决传统器件的热管理问题。这种热电器件的工作原理归因于塞贝克效应、帕尔帖效应和汤姆逊热效应[1-2]，能够直接实现热能和电能的相互转换。热电器件中所使用的常见材料有碲化铋、碲化铅、硅锗合金等。在低维纳米材料的量子受限效应被提出后，因其电子态密度更加集中有助于提高材料的导电性，并且固有的材料界面有利于声子散射而降低材料的热导率，所以研究者对低维纳米材料的物理热电性质进行了广泛的研究，而石墨烯正是一种新型低维纳米材料。

石墨烯是一层致密蜂窝状二维晶体结构的单层碳原子，其电子输送遵循狄拉克方程，因此表现出无质量、零带隙、双极性[3]等物理特性，使石墨烯成为电学、光学和力学等方面的热门材料。石墨烯的载流子迁移率可高达20 000 cm2/（V·S），且是目前电阻率最小的材料，只有10-6Ω·cm，并且其带隙、载流子浓度和极性可以通过光照、电场和磁场等条件实现灵活调控[4-5]，使得石墨烯在热电领域也备受关注。……