【摘 要】
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关联电子体系中存在着各种复杂的电子散射机制,表现出一些特殊的热电输运性质。反之,我们可以通过对关联体系的热电输运性质的测量来帮助我们探测具体材料(比如变价化合物、重费
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关联电子体系中存在着各种复杂的电子散射机制,表现出一些特殊的热电输运性质。反之,我们可以通过对关联体系的热电输运性质的测量来帮助我们探测具体材料(比如变价化合物、重费米子材料、超导材料等)中的电子散射机制。随着低温技术的发展,输运性质测量也有了进一步的突破。本论文的主要工作包括三部分,第一部分为热电输运量的测量装置设计;第二部分为典型变价化合物YbAl3的热电输运性质和能斯特效应的研究;第三部分为强关联半导体FeSi掺杂Ge的热电输运性质研究。目前一些商业化的输运测量系统已经非常先进且简便了,但其样品托对待测样品的尺寸等方面要求比较严格。比如一些比较小或容易被氧化的样品,就很难用这些样品托来作为测量平台。因此,我们基于这些商业化的样品托底座,在其上设计了我们独特的测量平台,并不断地对其进行优化。目前,我们已经成功的设计了两个样品台,并搭建了相关数据采集装置,实现了小样品热电输运量的便捷测量,并应用于后两部份的工作中。之前的研究发现,典型的重费米子化合物CeCu2Si2的热电势和能斯特系数可以通过霍尔迁移率简单的联系起来,其关系式为S(T)(T)/H(T),表明重费米子化合物CeCu2Si2的这三个效应是同一物理过程,它们都是由于局域的非对称近藤散射引起的。于是我们想看一下与之紧密联系的典型变价化合物YbAl3中是否也有类似的结论以及为什么它的热电势相对比较大。我们用自助溶剂的方法生长出了YbAl3的大单晶样品。然后测量了包括热电势在内的YbAl3的输运量。经过分析后发现,以上的关系式在YbAl3中是不成立的,且YbAl3的热电势可以用简单的窄带模型来很好的描述。其中的原因很可能是由于YbAl3是变价化合物的本质决定的,它不同于局域近藤的性质。FeSi是一个典型的窄带重费米子半导体,它的态密度随着能量的变化非常明显,表现出比较大的热电势。有研究表明FeSi1-xGex的电阻率随x增大而减小,结合由电阻率、热导率、热电势组成的热电优值公式。我们想到对FeSi1-xGex的热电输运性质进行进一步的研究,看看是否能发现它的热电势和ZT值增加。首先我们用电弧熔炼的方法制备出了FeSi1-xGex合金样品,并用粉末X射线衍射仪进行样片表征。其XRD衍射峰位置随着x的增大向低角度偏移,晶格常数变大。然后测量了它的热电输运性质。和我们期盼的不完全一致,随着x的增加,FeSi1-xGex的电阻率和热导率是减小了,但是它的热电势和ZT值也减小了。
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