具有本征低晶格热导率的硫化银快离子导体的热电性能

• 作者: 仇鹏飞 史迅 王拓 陈弘毅 陈立东
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 热电材料 相变 快离子导体 晶格热导率
• 年，卷（期）: 2019,（9）
• 所属期刊栏目: 总论
• 页码范围: 12-20
• 页数: 9页
• 字数: 4753字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.68.20190073

摘要

硫化银(Ag2S)是一种典型的快离子导体材料,前期关于Ag2S的研究主要集中在光电和生物等领域.最近的研究表明,α-Ag2S具有和金属一样的良好延展性和变形能力.但是,Ag2S的热电性能尚无公开报道.本工作合成了单相Ag2S化合物,系统研究了其在300-600 K范围的物相变化、离子迁移特性和电热输运性质.研究发现,Ag2S在300-600 K温度区间表现出半导体的电输运性质.由于单斜-体心立方相晶体结构转变,Ag2S的离子电导率、载流子浓度、迁移率、电导率、泽贝克系数等性质在455 K前后出现急剧变化.在550 K,Ag2S的功率因子最高可达5μW·cm-1·K-2.Ag2S在300-600 K温度区间均表现出本征的低晶格热导率(低于0.6 W·m-1·K-1).S亚晶格中随机分布的类液态Ag离子是导致β-Ag2S体心立方相具有低晶格热导率的主要原因.在573 K,Ag2S的热电优值可达0.55,与Ag2Se,Ag2Te,CuAgSe等已报道的Ag基快离子导体热电材料的性能相当.