新颖四元碲化物的合成、结构及性质的研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jia1987_LOVE
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热电材料作为一种能够实现热能和电能之间相互转换的新材料,已经成为当前材料科学领域研究的热点。热电材料主要研究工作可以概括为三方面:(1)在已知化合物中寻找具有好的热电性能的化合物;(2)对具有良好热电性能化合物改性;(3)探索合成具有潜在热电性能的新颖化合物。探索新颖热电材料具有重要意义,它不但能丰富现有的热电材料体系,而且能为在已知化合物中寻找相类似具有潜在热电性能化合物提供实验依据。本论文采用高温固相法借助于CsCl助熔剂我们合成了2个新颖化合物Cs2Ge3M6Te14(M=Ga,In),通过单晶X-射线衍射方法确定了这些化合物的晶体结构并对他们的电子结构进行了研究。通过固相合成方法合成了四元碲化物Ba3Ag3InTe6,并对其结构进行了研究。   第一章主要介绍了热电效应的理论基础,热电材料的研究进展及本论文的研究内容。   第二章主要介绍所用的化学药品、合成实验的方法和设备、测试仪器以及理论计算方法。   第三章报道了用助熔剂法通过高温固相合成了化合物Cs2Ge3M6Te14(M=Ga,In),通过X射线单晶衍射法我们确定了他的晶体结构。研究发现这两个化合物是由MTe4四面体,Ge2Te6二聚体和GeTe6八面体组成的三维阴离子框架而阳离子Cs+填充在反立方八面体空穴中。在这两化合物中,从晶体学的方面来说,有两种不同类别的Ge位点(Ge2+和Ge3+),这可以从晶体学,ELF和XPS的结果能得到证实。我们应用CASTEP计算程序对其电子结构进行计算,发现这两例化合物都是窄带隙半导体化合物,Cs2Ge3Ga6Te14的能隙0.53eV,Cs2Ge3In6Te14的能隙为0.63eV。   第四章主要我们主要介绍通过固相合成方法合成了四元碲化物Ba3Ag3InTe6,该化合物是二维层状结构,在[Ag3InTe6]3-阴离子骨架中存在Ag-Ag相互作用,通过理论计算表明该化合物是窄带隙化合物,能隙大约0.65eV。   第五章主要是对本论文的工作进行总结,并展望了下一阶段的工作重点。
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