【摘 要】
：
热电材料能实现热能与电能的直接相互转换,在废热发电和制冷领域具有广阔的应用前景。斑铜矿（Cu5FeS4）是自然界中广泛分布的天然矿石,组成元素无毒且储量丰富,具有低晶格热导率,是一种极具潜力的热电材料。此前,本研究组通过胶体法合成了 Cu5FeS4二十面体纳米颗粒,但该纳米二十面体的形成机理尚不清楚,探究该机理对形貌调控及性能提升具有指导意义,对开发二十面体新体系具有借鉴意义。此外,为推进Cu5F
论文部分内容阅读
热电材料能实现热能与电能的直接相互转换,在废热发电和制冷领域具有广阔的应用前景。斑铜矿（Cu5FeS4）是自然界中广泛分布的天然矿石,组成元素无毒且储量丰富,具有低晶格热导率,是一种极具潜力的热电材料。此前,本研究组通过胶体法合成了 Cu5FeS4二十面体纳米颗粒,但该纳米二十面体的形成机理尚不清楚,探究该机理对形貌调控及性能提升具有指导意义,对开发二十面体新体系具有借鉴意义。此外,为推进Cu5FeS4的实际应用,热电性能和机械性能也有待提高。本文以Cu5FeS4热电材料为研究对象,研究了 Cu5FeS4基二十面体纳米颗粒的形成机理及相应烧结块体的热电和机械性能。取得的研究结果如下:①采用胶体法在不同反应时间下（10、20、30、40、50和60分钟）制备了Cu5FeS4样品。电镜表征与分子动力学模拟表明首先在Cu5FeS4颗粒团簇中心形成五次孪晶,然后再演变成具有独特核壳结构的二十面体;二十面体形成过程中会产生晶格应变,Cu、Fe元素的偏析和晶格间距的改变有效地释放了应变能,促进了大尺寸二十面体的形成,电镜表征和分子动力学模拟还证实了 Cu5FeS4二十面体中存在残余应力场;应变驱动了 Cu和Fe元素的不均匀分布,密度泛函理论计算表明Fe的不均匀分布促使了正交结构的核和立方结构的壳的形成,即Fe偏析能促使结构从立方相到正交相的转变,进而形成了特殊的核壳结构。②采用胶体法制备了 Cu5+3xFe1-xS4（x=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8）样品,在厘清Cu5FeS4二十面体形成机理的基础上,通过改变溶液中前驱体的阳离子比例,实现了 Cu5+3xFe1-xS4二十面体颗粒尺寸和孪晶界密度调控,通过实验和分子动力学模拟证实了 Fe原子对二十面体结构的稳定非常重要。调控阳离子比例增加了载流子浓度和迁移率,使电学性能显著优化,Cu6.2Fe0.6S4的功率因子峰值在724 K达到0.89 mW m-1 K-2;Cu5FeS4复杂的晶体结构和孪晶界密度的增加使Cu5+3xFe1-xS4系列样品保持非常低的晶格热导率,最终,Cu6.2Fe0.6S4的zT峰值在724 K达到0.79,高于绝大多数文献报道的该材料的zT峰值。③采用胶体法制备了 Cu5FeS4-xSex（x=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5）样品。当x在0.1-0.4时,四元Cu5FeS4-xSex保持二十面体形貌,且粉末样品经过放电等离子体烧结后仍保留了孪晶结构。固溶Se增加了载流子浓度,还维持了相对较高的Seebeck系数,大幅优化了电学性能,Cu5FeS3.6Se0.4在726 K的功率因子达到0.84 mW m-1 K-2;Cu5FeS4复杂的晶体结构、高密度孪晶界以及固溶Se引入的点缺陷使Cu5FeS4-xSex系列样品保持了低的晶格热导率,最终,Cu5FeS3.6Se0.4的zT峰值在726 K达到了 0.75。此外,高密度孪晶界大幅提升了 Cu5FeS4的硬度,使其维氏硬度达到182,为该体系已报道维氏硬度的最高值。
其他文献
＜正＞建筑物全生命周期碳排放占全社会碳排放总量超过50%。因此在碳达峰、碳中和目标下，既有建筑绿色化改造将呈现出以减源增汇为目标的新变化和新趋势，今后建筑零碳化、终端用能电气化、能源形式的可再生化、改造技术低碳化将成为既有建筑绿色化改造的鲜明特点。
组合数学是一个古老而又年轻的数学分支。现代组合数学兴起时分为计数、图论、优化、设计等部分,后图论发展成独立分支,与集合论、组合学、代数结构、数理逻辑等合称为离散数学。树是组合数学中一类经典的组合结构,现在依然是组合数学中一个活跃的领域。树依照带标号和不带标号可以细分为有序树,无序树,二叉树,平面树,递增树和弱递增树等。树的引入可以使许多问题更加直观,对概念的理解更加深入,比如,递增树与欧拉数有自然
化疗所致周围神经病变（chemotherapy-induced peripheral neurotoxicity, CIPN）一直是肿瘤化疗当中不可回避的不良反应之一，发病机制复杂多样，与化疗药物的药理作用机制相关，但目前临床上没有可以有效预防其发生的药物。大麻二酚在神经保护方面具有优秀的潜力，例如多发性硬化症、阿尔兹海默症等，并且在多种化疗药物所致周围神经毒性中都具有不同程度的治疗及预防作用，且
活动星系核（Active galactic nuclei,简称AGNs）是宇宙中非常特殊的天体,具有极高的释能效率和全波段的电磁辐射。超大质量黑洞的吸积过程被认为是活动星系的核能量源。观测发现,风或外流普遍存在于活动星系核中。在明亮活动星系核的紫外和X射线光谱中,频繁探测到高速蓝移的吸收线。这意味着高速风在活动星系核中很常见。并且,观测进一步发现大约40%的明亮活动星系核有高度电离的超快外流（ul
近年来,在凝聚态物理学领域中,拓扑学、磁性与二维材料的结合得到了科研人员的关注,为一系列的新奇物理现象提供了研究平台。科研人员通过理论预测发现二维磁性拓扑绝缘体MnBi2Te4可为实现量子反常霍尔效应提供平台。该材料具有本征的反铁磁结构,理论预测其中有着丰富的拓扑量子态。此外,MnBi2Te4（Bi2Te3）n这一系列范德华异质结材料的电学性质、磁学性质和拓扑性质受到n值、材料厚度和磁场发生变化,
本文主要研究的是粗几何相关的一些问题.粗几何顾名思义,它主要关注的是度量空间的大尺度几何.在粗几何中,“粗Novikov猜想”是指标理论中最为重要的问题之一,并且许多数学家都致力于解决这个问题.然而,研究嵌入方式和嵌入空间对解决“粗Novikov猜想”具有重要意义.本文首先证明了粗等价和拟等距是等价的.在此基础上,以一致有限度的两族图为例,借助图论和Cheeger常数等知识,我们证明了膨胀图的粗不
随着过去20年纳米制造技术的快速发展,单分子水平上的表面增强拉曼光谱（Surface-enhanced Raman Spectroscopy,SERS）因其超高灵敏度受到研究人员的广泛关注。金属纳米结构中自由电子的集体振荡是克服拉曼光谱弱散射截面的原因,这种振荡称为表面等离激元（Surface Plasmon Polaritons,SPPs）。光激发的表面等离激元可以在金属表面产生巨大的增强电场,
奥沙利铂诱导的周围神经毒性（oxaliplatin-induced peripheral neuropathy, OIPN）是一种综合性不良反应，西医治疗方法除基础的甲钴胺和B族维生素外，还包括使用抗抑郁剂、抗氧化剂、乙酰胆碱酯酶（acetylcholinesterase, AChE）抑制剂、神经保护剂等治疗；中医药防治方法包括中医内治法、中医外治法和中医综合疗法等。目前，研究存在的问题是：现代医
随着环境问题和能源危机的日益严重,人们意识到寻找新能源技术对人类持续发展具有重要意义。热电材料可实现热能与电能的相互转换,直接利用环境热、工业废热等多种热源发电,为可持续能源供应提供了一种绿色、便捷的方式。Zintl相热电材料凭借独特的晶体结构,使其具备“声子玻璃-电子晶体”的特性,是一种极具前景的热电材料,从而受到广泛关注。近些年的实验结果表明,大多被优化后的Zintl相热电材料的z T值都超过
二维材料在各个领域,特别是在光电子领域都显示出巨大的潜力。研究人员投入大量的精力研究它们在光电探测方面的应用。尽管取得了很大的成就,但仍有许多问题需要解决,如提高光学响应和偏振敏感性,抑制器件暗电流,降低能耗等等。随着碲烯材料的成功预测,以及碲烯材料的光学性质的研究,碲烯材料越来越进入大家的研究领域。在本篇论文中,我们主要通过密度泛函理论结合非平衡格林函数的方法,对碲基光电器件进行研究。首先,我们