【摘 要】
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面对能源消耗和环境问题,积极开发新能源和能源的循环利用是解决该问题的重要方案。而热电材料作为一种新型清洁能源材料,可以直接、无污染地将热能转化为电能。SnTe作为Pb Te的替代物,不含有毒的Pb元素而被广泛关注和研究。但本征SnTe由于存在Sn空位在室温下具有很高的载流子浓度(n H～1020cm-3),且轻重价带之间有严重的分裂现象,因此热电性能并不理想（ZT=0.38,900 K）,所以还需
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面对能源消耗和环境问题,积极开发新能源和能源的循环利用是解决该问题的重要方案。而热电材料作为一种新型清洁能源材料,可以直接、无污染地将热能转化为电能。SnTe作为Pb Te的替代物,不含有毒的Pb元素而被广泛关注和研究。但本征SnTe由于存在Sn空位在室温下具有很高的载流子浓度(n H～1020cm-3),且轻重价带之间有严重的分裂现象,因此热电性能并不理想（ZT=0.38,900 K）,所以还需要继续研究。本文选取SnTe作为研究对象,研究了其热电性能与结构之间的关系,主要研究成果总结如下:（1）在(Sn0.95Ge0.05Te)0.95（Ag2Se）0.05固溶体中采用Bi等当量替换Sn,合成出(Sn0.95-xGe0.05BixTe)0.95（Ag2Se）0.05一系列材料。实验证实,掺杂Bi后有效地优化了载流子浓度,增大了Seebeck系数,同时降低了热导率。最终,成分为x=0.075的材料在740 K时ZT值达得了0.78,约为本征SnTe材料ZT值的3倍。（2）为进一步提高SnTe基材料的热电性能,我们在SnTe体系中相继掺杂Ge和化合物Ag0.5Bi0.5Se。由于Ge和/或Ag,Bi,Se的引入,实现了价带中Sn-p和Te-p的轨道杂化,使能带获得收敛。因此,有效地调控了电子能带结构和载流子浓度。通过继续在(Sn Ge0.03Te)0.9(Ag0.5Bi0.5Se)0.1中引入纳米相Zn O,不仅提高了Seebeck系数,同时还进一步降低了晶格热导率。具体结果为:在870 K时晶格热导率从0.77 WK-1m-1降低到0.42 WK-1m-1。实现了声电输运协调。多元掺杂后SnTe基材料的热电优值（ZT）提高到1.2,约为本征SnTe化合物ZT值的4.8倍。该论文有图39幅,表6个,参考文献138篇
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