【摘 要】
：
SnTe合金是一种非常有潜力的中温热电材料,具有与PbTe相似的晶体结构和双价带结构,而且无毒,是PbTe的替代品。但SnTe较高的载流子浓度和较大的轻重价带能量差导致其塞贝克系数较低,而且SnTe的晶格热导率较高,这些不足使其热电性能还有很大的提升空间。SnTe热电性能的优化主要分为电性能优化和热性能优化。本文通过高温熔融+淬火+中温退火的工艺制备了样品,通过Y和Sc掺杂优化了 SnTe合金的能
论文部分内容阅读
SnTe合金是一种非常有潜力的中温热电材料,具有与PbTe相似的晶体结构和双价带结构,而且无毒,是PbTe的替代品。但SnTe较高的载流子浓度和较大的轻重价带能量差导致其塞贝克系数较低,而且SnTe的晶格热导率较高,这些不足使其热电性能还有很大的提升空间。SnTe热电性能的优化主要分为电性能优化和热性能优化。本文通过高温熔融+淬火+中温退火的工艺制备了样品,通过Y和Sc掺杂优化了 SnTe合金的能带结构,诱发能带收敛,提高态密度有效质量,同时Y和Sc为施主掺杂,可以降低SnTe的载流子浓度,从而优化SnTe合金的塞贝克系数,提高热电优值。并在Sc掺杂SnTe的基础上掺杂Li元素,提高合金的载流子浓度,提高热电优值。利用激光热导仪、电性能参数测试仪、霍尔效应测试系统等设备测试样品的热电输运性能,并结合X射线衍射仪、扫描电子显微镜等表征设备进一步研究Y（Sc）掺杂和Sc-Li共掺杂对SnTe合金微观结构和热电性能的影响规律,深入研究元素掺杂改性机理。研究发现,Y和Sc掺杂使得合金的能带发生收敛,提高SnTe的能谷简并度,态密度有效质量增大,塞贝克系数在整个温度范围内提升,结合载流子浓度的降低,从而使得塞贝克系数显著提高。Sn0.975Y0.025Te合金和Sn0.975Sc0.025Te合金在300 K至873 K温度范围内的平均功率因子分别为13.82 μW cm-1 K-2和13.92 μW cm-1 K-2,分别较纯SnTe提升了 38.2%和39.2%。平均ZT值分别为0.4和0.45,分别较纯SnTe 提升了 81.8%和 105%。研究结果表明,在Sc掺杂SnTe的基础上掺杂Li元素可以提高载流子浓度。Li受主掺杂提高了合金的载流子浓度,873 K下,Sn0.975Sc0.025Te-（Li2Te）0.01合金的电导率升至927.73 S cm-1,Li掺杂在SnTe引入点缺陷,增强了声子散射,873 K下,Sn0.975Sc0.025Te-（Li2Te）0.02 晶格热导率降至 0.86 W m-1 K-1,较 Sn0.975Sc0.025Te 合金下降了 3 9.9%,873 K 下,Sn0.975Sc0.025Te-（Li2Te）0.01 的功率因子为 18.39 μW cm-1 K-2,相比于 Sn0.975Sc0.025Te 合金提升了 37.5%。873 K 下,Sn0.975Sc0.025Te-（Li2Te）0.01 的 ZT值可以达到约0.91,相比于Sn0.975Sc0.025Te合金提升47%。
其他文献
在发展日益迅速的当今社会,科技水平的快速进步对探测器件的要求也在逐渐提高,只有更加高效的探测性能以及更加广泛的应用范围才能满足人们生产生活中的更多应用。打破传统光电探测器电源限制的光电化学（Photoelectrochemistry,PEC）型光电探测器逐渐吸引了人们的关注。它结构简单、工艺简便、造价低、效率高,同时还具有轻量小型的优点,更加适宜大规模组网使用。并且,由于PEC型光电探测器具有自供
太阳能作为实现“双碳”目标中最具有优势的能源,其可再生与环保性满足取代传统石油能源的需求。有机太阳能电池（Organic Solar Cells,OSCs）由于其易于溶液处理、成本低等优势成为光伏领域内的研究前沿之一。在近二十年的时间里,单结OSCs的效率由最初不到1%提高到19.6%,叠层OSCs器件效率突破20%,充分体现了它的商业化潜能。目前为止,OSCs的应用依然受限于材料发展、结构改进、
目的分析北京市西城区2015年9月-2018年3月的流感核酸检测结果,了解流感流行特征,为今后的流感防控工作提供科学依据。方法采集国家级流感监测哨点医院流感样病例（influenza-like illness,ILI）咽拭子标本,采用实时逆转录聚合酶链反应（real-time RT PCR）方法检测流感病毒核酸,核酸阳性标本使用MDCK细胞和无特殊病体（SPF）鸡胚进行病毒分离,采用血凝试验（HA
虽然铅基钙钛矿具有优异的光学性质,制备得到的太阳电池的能量转化效率已经提高到25.5%以上,但是由于铅基钙钛矿的毒性,以及不稳定性,导致这类钙钛矿不能大规模应用于日常生活中。因此需要寻找绿色、环保的无铅钙钛矿来取代铅基钙钛矿在光伏器件中的应用,一种新兴且有前途的方法是使用一种一价和一种三价金属阳离子取代晶体结构中的Pb位置,即使用一价阳离子和三价阳离子替代两个二价Pb2+,设计了通式为A2BBX
Bi2Se3是一种铋系硫族化合物,近年来被发现成为典型第二代拓扑绝缘体的一种材料,从此Bi2Se3在光电领域的应用潜力逐渐显露出来。作为热电领域中的热门材料之一,Bi2Se3在被引入到光电领域后同样引起了广泛的研究,尤其在光电探测方面上展现出了较为优异的性能。一方面,基于Bi2Se3材料制备的光电探测器展示出了优良的光吸收能力和灵敏的探测性能;另一方面,相比于石墨烯、二硫化钼等其他广为应用的半导体
CoSb3基热电材料是兼具力学性能好、热电性能较高的一种环境友好型中温热电材料。目前调节方钴矿性能最为有效的方式为元素填充,其中研究最为广泛且效果最佳的元素为稀土元素Yb,但由于Yb元素属于战略资源,储量稀缺,因此本论文选择储量较为丰富的碱土金属元素Ba进行填充。采用熔体旋甩结合热压烧结的方式制备n型Ba元素填充方钴矿,在研究出最佳填充量的基础上,填充ⅢA族元素In,制备Ba/In双填充方钴矿,利
光电探测技术作为一种接收光信号并将其转化为电信号以分析其中信息的手段,小到火焰探测,大到气象监测、国防航天,均可以看到光电探测的应用。而为了获得高质量的光电探测器件,铁电材料因其自发极化特性、较大的剩余极化强度以及独特的铁电光伏特性,受到了越来越多的关注。作为一种重要的窄带隙铁电材料,Bi Fe O3（BFO）有望作为一种新型的光电探测器件。但目前因BFO材料其较大的漏电流及较小的剩余极化强度等缺
＜正＞癫痫性猝死（sudden unexpected death in epilepsy,SUDEP）是癫痫患者整体死亡风险较普通人群显著增高的重要原因，由SUDEP所致的癫痫性死亡已成为重大公共卫生问题。笔者检索国内文献发现，目前关于SUDEP的报道甚少，有关SUDEP命名不一，如“癫痫不明原因猝死”、“癫痫患者突然意外死亡”、“癫痫猝死”等。随着长程视频脑电监测的普及、基因检测技术及分子水平尸
Ti-Ni-Cu形状记忆合金具有形状记忆效应优异、响应速度快、超弹性能好、热循环稳定性高等优点,从而在众多领域得到了广泛的应用。高Cu含量Ti-Ni-Cu合金在固态制冷领域具有较大的应用潜力,但其弹热性能仍需进一步提高。论文提出采用间隙原子B调控Ti-Ni-Cu形状记忆合金薄带弹热效应的新思路,探究间隙原子B对Ti-Ni-Cu记忆合金薄带弹热效应影响的物理本质。本文利用XRD、TEM、DSC及DM
铜及铜合金因其优异的导电性、导热性、化学稳定性被广泛应用于航天、电子等领域,但传统铜材料较差的力学性能限制了其进一步应用,所以在保持铜优良电学性能的基础上提高其力学性能是一项重要课题。石墨烯作为一种新兴的二维结构材料,是铜基复合材料的理想增强体。本文基于结构设计,以商用铜箔为原料,采用创新工艺——粉体轧制法制备了石墨烯-铜层状复合材料。重点关注了热处理温度、油酸浸制液浓度对原位自生成石墨烯的质量、