ï»?!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd"> 桂林电子¿U‘技大学刘呈燕副教授、苗蕾教授《ACS AMIã€?Ag å’?Y 共掺杂实çŽîC¼˜åŒ?SnTe 的电子能带和­‘…低晶格热导率_中国聚合物网
  •   热电材料是一¿Uèƒ½ž®†çƒ­èƒ½å’Œç”µèƒ½ç›æ€º’转换的功能材料,其制成的器äšg在温差发电和制冷制热斚w¢å…ähœ‰òq¿æ³›åº”用前景。然而,低的转化效率限制了热甉|æ–™çš„市场化应用。因此,å¯ÀL‰¾å…ähœ‰ä¼˜å¼‚性能的热甉|æ–™å˜å¾—尤为重要ã€?/span>


      ˜q‘期åQ?/span>桂林电子¿U‘技大学材料¿U‘学与工½E‹å­¦é™¢åˆ˜å‘ˆç‡•å‰¯æ•™æŽ?/span>ã€?/span>苗蕾教授团队åœ?/span>ã€?/span>ACS Applied Materials & Interfacesã€?/span>上面发表了题ä¸?/span>â€?/span>Optimized Electronic Bands and Ultralow Lattice Thermal Conductivity in Ag and Y Codoped SnTe”的论文。本研究描述äº?span style="font-family:Cambria;">Agå’?/span>Y共掺å¯?/span>SnTe能带¾l“构和微¾l“æž„¾~ºé™·è°ƒåˆ¶çš„协同效应,å¯ÆD‡´äº†èƒ½å¸¦æ”¶æ•›å’ŒåŸÞZ½“中的多重微结构缺é™?/span>(二次相、位错和边界)åQŒæœ€¾lˆååŒä¼˜åŒ–了SnTe的电子和声子输运性质åQŒäؓ增强相关材料的热甉|€§èƒ½æä¾›æŒ‡å¯¼ã€?/span>


    本文要点


      1) åœ¨SnTeåŸÞZ½“中引å…?span style="font-family:Calibri;">Agå’?span style="font-family:Calibri;">Y
    åQŒå¯è§‚察åˆîC¸åŒçš„微观¾l“æž„¾~ºé™·åQŒå¦‚å›?span style="font-family:Calibri;">1
    分布çš?span style="font-family:Calibri;">Ag
    å’?span style="font-family:Calibri;">Y
    的富集相åQŒå›¾2,3存在的纳¾c³ç¬¬äºŒç›¸ã€æ¬¡¾U§ç›¸ã€ä½é”™å’Œæ™¶ç•Œåæžã€‚è¿™¿Uä¸åŒçš„微观¾l“构会增强声子散ž®„,大幅度降低了晶格热导率(如图4所½Cºï¼‰ã€?/span>


    å›? 样品Sn0.94Ag0.09Y0.05Te çš?span style="font-family:Calibri;">EPMA 表征: (a) 背散ž®„电子图像;(b-e) Sn ã€?span style="font-family:Calibri;">Te ã€?span style="font-family:Calibri;">Ag ã€?span style="font-family:Calibri;">Y 的æ‡L长分散谱仪图像ã€?/span>


    å›? (a,b) Sn0.94Ag0.09Y0.05Teçš?span style="font-family:Calibri;">TEM囑փåŠå…¶å¯¹åº”çš?span style="font-family:Calibri;">EDS映射囑փ åQ?span style="font-family:Calibri;">(c,d) HRTEM 囑փåŠå…¶å¯¹åº”çš?span style="font-family:Calibri;">FFT囑փã€?/span>


    å›? Sn0.94Ag0.09Y0.05Teçš?/span>TEM表征:(a) 低分è¾?/span>TEM囑փåQ?/span>(b,c) 典型晶界形态;(d) 晶界å¤?/span>EDS¾U¿æ‰«ææ˜¾½C?/span>Ag ã€?/span>Sn å’?/span>Te 的分布ã€?/span>


    å›? Agå’?/span>Y共掺SnTe样品随温度变化的热性能: (a) æ€Èƒ­å¯¼çŽ‡åQ?/span>(b) 晶格çƒ?/span>导率ã€?/span>


      2) Agå’?/span>Y的引入åƈ没有显著降低SnTe的电导率åQŒä½†èµ›è´å…‹ç³»æ•°å¾—åˆîCº†è¾ƒå¤§æå‡åQˆå¦‚å›?/span>5所½Cºï¼‰ã€‚赛贝克¾pÀL•°çš„提升可归功äº?/span>Agå’?/span>Y共掺协同改善能带¾l“æž„åQšæŽºæ?/span>Agå’?/span>Y后能量差?EV和带隙Eg从原来的0.25 eVå’?/span>0.1eV分别下降è‡?/span>0.11 eV 和上升至0.22eV(如图6所½C?/span>)。降低了能带劈裂åQŒæ‰©å±•äº†å¸¦éš™åQŒä‹É得电性能得到很大的提升。最¾l?/span>Agå’?/span>Y共掺协同作用下,使得SnTe基材料在873K的热电优å€?/span>zTä¸?/span>0.49提升è‡?/span>1.2åQˆå¦‚å›?/span>7所½Cºï¼‰ã€?/span>


    å›? SnTe, Sn1.03Te, Sn0.94Ag0.09Te, Sn0.94Ag0.09YyTe样品的电学性能ã€?/span>


    å›?自旋轨道耦合SnTe¾pȝ»Ÿçš„电子带¾l“构计算: (a) Sn27Te27; (b) Sn25Ag2Te27; (c) Sn26Y1Te27; (d) Sn25Ag1Y1Te27ã€?/span>


    å›? (a)所有样å“?span style="font-family:Calibri;">zT值随温度的变化规律;(b) Sn0.94Ag0.09Y0.05Te 最å¤?span style="font-family:Calibri;">zT与文献值的比较ã€?/span>


      桂林电子¿U‘技大学材料工程与科学学院硕士生徐文静äؓ该论文的½W¬ä¸€ä½œè€…,é€?/span>讯作者äؓ刘呈燕副教授、苗蕾教授。本研究得到了国家自然科学基金、广西自然科学基金、GUET研究生教育创新项目的资助ã€?/span>


    相关链接

    https://doi.org/10.1021/acsami.1c04326

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    åQˆè´£ä»È¼–辑:sunåQ?
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