Ag掺杂对p型Pb0.5Sn0.5Te化合物热电性能的影响规律

• 作者: 余波
• 来源期刊: 物理学报
• 学科: 工学
• 关键词: Ag掺杂 Sn固溶 空穴浓度 热电性能
• 年，卷（期）: 2012,（21）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质：电子结构、电学、磁学和光学性质
• 页码范围: 392-398
• 分类号: TN213
• 语种: 中文

摘要

采用熔融缓冷技术制备了不同Ag掺杂量的p型Agx（Pb0.5Sn0.5）1-xTe化合物, 系统地研究了Ag掺杂对所得材料的相组成、微结构及其热电传输性能. Ag的掺入显著增加了材料的空穴浓度, 但是材料的空穴浓度远小于Ag作为单电子受主时理论空穴浓度, 且在掺杂量为5%时未出现任何第二相, 这表明Ag在可能进入晶格间隙位置而作为电子施主, 起到补偿作用. 随着Ag掺杂量的增加, 样品的电导率逐渐增加, 而Seebeck系数表现出复杂的变化趋势： 在低于450 K时逐渐增加, 而在温度大于450 K时逐渐降低, 这主要源于材料复杂的价带结构. 由于空穴浓度的优化和重空穴带的主导作用, 1% Ag掺杂样品获得最大的功率因子, 在750 K可达2.1 mW·m-1·K-2. 此外, Ag的掺入引入的点缺陷大幅散射了传热声子, 使得晶格热导率随着Ag掺量的增加逐渐降低. 结果1% Ag掺杂样品在750 K时获得了最大的热电优值ZT=1.05, 相比未掺样品提高了近50%, 这一数值同商业应用的p型PbTe材料的性能相当. 但是Sn取代显著降低了有毒重金属Pb的用量, 这对PbTe基材料的商业化应用及其环境相适性具有重要意义.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	余波		1	1	1.0	1.0