Co1-xNixSb3-ySey热电输运中晶界和点缺陷的耦合散射效应

结合机械合金化与放电等离子烧结工艺制备了Ni和Se共掺的细晶方钴矿化合物Co_1-xNi_xSb_3-ySe_y,研究了晶界和点缺陷的耦合散射效应对CoSb₃热电输运特性的影响.通过Ni掺杂优化载流子浓度提高功率因子.在x=0.1时,功率因子达到最大值1750μWm^-1K^-2(450℃),是没有掺Ni试样的两倍.晶界和点缺陷的耦合散射机理使晶格热导率急剧下降,其中Co_0.9Ni_0.1Sb_2.85Se_0.15的室温晶格热导率降低至1.67Wm^-1K^-1,接近目前单填充效应所能达到的最低值1.6Wm^-1K^-1,其热电优值ZT在450℃时达到最大值0.53.将Callaway-Von Baeyer点缺陷散射模型嵌入到Nan-Birringer有效介质理论模型,对晶界散射和点缺陷散射的耦合效应对热导率的影响进行了定量分析,模型计算与实验结果符合.理论模型计算表明,当晶粒尺寸下降到50nm同时掺杂引入点缺陷散射后,Co_0.9Ni_0.1Sb_2.85Se_0.15的晶格热导率下降到0.8Wm^-1K^-1. 关键词： 3')" href="#">CoSb₃ Ni和Se掺杂 热电性能 耦合散射效应     

Co(S1-xSex)2系统中的铁磁量子相变

针对Co(S_1-xSe_x)₂系统在x=0.11附近发生的铁磁金属到顺磁金属相变,制备了一系列不同Se替代浓度的多晶样品.通过对其结构和电阻率-温度ρ(T)关系的系统观测,结果发现,样品铁磁相变温度T_C随着Se替代浓度x值的增加,以(1-x)^1/2关系单调下降,其二级铁磁相变转变为一级相变 关键词： 量子相变 自旋量子涨落 1-xSe_x)₂')" href="#">Co(S_1-xSe_x)₂     

p型Ag0.5(Pb8－xSnx)In0.5Te10化合物的制备及其热电性能

采用高温熔融缓冷和放电等离子烧结工艺制备了p型Ag_0.5(Pb_8-xSn_x)In_0.5Te₁₀五元化合物.研究了Sn含量对化合物载流子传输特性及热电性能的影响规律.结果表明：在Ag_0.5(Pb_8-xSn_x)In_0.5Te₁₀(x 关键词： 0.5(Pb_8-xSn_x)In_0.5Te₁₀')" href="#">Ag_0.5(Pb_8-xSn_x)In_0.5Te₁₀ 合成 载流子 热电性能     

Ga填充n型方钴矿化合物的结构及热电性能

用熔融退火结合放电等离子烧结(SPS)技术制备了具有不同Ga填充含量的Ga_xCo₄Sb₁₂方钴矿化合物,研究了不同Ga含量对其热电传输特性的影响规律. Rietveld结构解析表明,Ga占据晶体学2a空洞位置,Ga填充上限约为0.22,当Ga的名义组成x≤0.25时,样品的电导率、室温载流子浓度N_p随Ga含量的增加而增加,Seebeck系数随Ga含量的增加而减小. 室温下霍尔测试表明,每一个Ga授予框架0.9个电子,比Ga的氧化价态Ga³⁺小得多. 由于Ga离子半径相对较小,致使Ga填充方钴矿化合物的热导率κ及晶格热导率κ_L较其他元素填充的方钴矿化合物低. 当x＝0.22时对应的样品在300K时的热导率和晶格热导率分别为3.05Wm^-1·K^-1和 2.86Wm^-1·K^-1.在600K下Ga_0.22Co_4.0Sb_12.0样品晶格热导率达到最小,为1.83Wm^-1·K^-1,最大热电优值Z,在560K处达1.31×10^-3K^-1. 关键词： skutterudite化合物 Ga原子填充 结构 热电性能     

Sm填充skutterudite化合物中填充原子扰动效应研究

结合Rietveld结构解析和拉曼光谱对单相多晶的Sm原子填充的skutterudite化合物Sm_yFe_xCo_4-xSb₁₂进行了分析.Rietveld精确化结果表明：Sm_yFe_xCo_4-xSb₁₂化合物具有填充式skutterudite结构,Sm原 关键词： 方钴矿 Rietveld结构解析 拉曼散射 扰动     

熔体旋甩法制备p型填充式方钴矿化合物Ce0.3Fe1.5Co2.5Sb12的微结构及热电性能

采用熔体旋甩法结合放电等离子烧结技术(MS-SPS)制备了p型填充式方钴矿化合物Ce_0.3Fe_1.5Co_2.5Sb₁₂,研究了熔体旋甩工艺对微结构以及热电性能的影响规律.结果表明,较高的铜辊转速和较低的喷气压力有利于提高熔体的冷却速率,使带状产物晶粒细化.薄带经SPS烧结后得到致密、基本单相、晶粒尺寸均匀细小(150—300 nm)的块体.与传统方法制备的试样相比,MS-SPS试样虽然电导率有所降低,但因具有较大的Se 关键词： 熔体旋甩 p型填充式方钴矿化合物 微结构 热电性能     

NiS2-xSex在x=1.00附近的反铁磁量子相变

针对NiS_2-xSe_x系统在x=1.0０附近发生的反铁磁量子相变,制备了一系列NiS_2-xSe_x(x=0.96, 0.98, 1.00, 1.05, 1.10和1.20)多晶样品,对其结构、磁性质和电阻率进行了系统的观测.结果发现：样品磁化率-温度关系呈现典型的强关联电子系统特征;与铜氧化物超导体相类似,它们的电阻率-温度关系在很宽的温 关键词： 量子相变 反铁磁自旋涨落 2-xSe_x体系')" href="#">NiS_2-xSe_x体系     

Bi2Te3-xSex(x≤3)同晶化合物电子结构的第一性原理研究

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理全势能线性缀加平面波方法(FLAPW),分析了Bi₂Te_3-xSe_x体系中各原子自旋轨道耦合(SOI)的p_1/2修正对体系性质的影响,并对Bi₂Te_3-xSe_x(x≤3)同晶化合物的电子特性进行系统的理论研究,首次计算出Bi₂S 关键词： 2Te_3-xSe_x(x≤3)同晶化合物')" href="#">Bi₂Te_3-xSe_x(x≤3)同晶化合物 第一性原理 电子结构 自旋轨道耦合     

(Bi1-x Agx)2(Te1-ySey)3粉体的机械合金化制备及其放电等离子烧结体的热电输运特性

采用机械合金化制备了n型(Bi_1-xAg_x)₂(Te_1-ySe_y)₃合金粉体,对其进行XRD分析表明Bi,Te,Ag,Se单质粉末,经2h球磨后实现了合金化;SEM分析表明随着机械合金化时间延长粉体颗粒变得均匀、细小,颗粒尺寸在微米至亚微米数量级.采用放电等离子烧结制备了块体样品,研究了合金成分和球磨时间对热电性能的影响.结果表明材料的热电性能与掺杂元素有密切关系,Ag有利于提高功率因子和降低晶格热导率,球磨10h的(Bi_0.99Ag_0.01)₂(Te_0.96Se_0.04)₃合金粉末的烧结块体具有最大的功率因子和最低的晶格热导率,并在323K取得最高ZT值0.52. 关键词： 1-xAg_x)₂(Te_1-ySe_y)₃合金')" href="#">(Bi_1-xAg_x)₂(Te_1-ySe_y)₃合金 机械合金化 放电等离子烧结 热电性能     

p型BayFexCo4-xSb12化合物的热电性能

以2+价的Ba作为填充原子,在x=1.0—1.6,y=0—0.63的组成范围内,系统地研究了Ba填充分数及Fe含量对p型Ba_yFe_xCo_4-xSb₁₂化合物电性能及热性能的影响,探讨了填充原子的氧化价对电性能的影响规律,优化了p型Ba_yFe_xCo_4-xSb₁₂化合物的组成和热电性能,对于富Co组成的Ba_0.27FeCo₃Sb₁₂试样,本研究得到了0.9最大无量纲热电性能指数(ZT). 关键词： 填充分数 载流子浓度 电导率 赛贝克系数 晶格热导率     

Ca和Ce双原子复合填充p型CamCenFexCo4－xSb12化合物的合成及热电性能

用高温熔融法合成了Ca和Ce复合填充的单相p型Ca_mCe_nFe_{xCo4-xSb12化合物，探索了两种原子复合填充对其热电性能的影 响规律.研究结果表明，填充分数相同时，Ca和Ce两种原子复合填充的p型CamCe nFexCo4-xSb12化合物的载流子浓度和电 导率介于Ca或Ce一种原子单独填充的化合物之间，且随两种原子填充分数m+n的增加而降低 ；赛贝克系数随两种原子填充总量，尤其是Ce填充分数m的增加以及温度的上升而增加；在 相同填充分数时，两种原子复合填充的p型CamCenFexC o4-xSb12化合物的晶格热导率较Ca或Ce一种原子单独填充的化合物 的晶格热导率低，当总填充分数m+n为0.3左右，且Ca和Ce的填充量大致相等时，化合物的晶 格热导率最低.p型Ca0.18Ce0.12Fe1.45Co2.55Sb12.21化合物的最大热电性能指数ZT值在750K时达到1.17. 关键词： skutterudite化合物 双原子复合填充 合成 热电性能}     

Skutterudite化合物FexCo4-xSb12的固相反应合成及热电特性

用固相反应法在900—1000K温度范围和x＝0—10的组成范围内合成了单相Co基Skutterudite化合物Fe_xCo_4-xSb₁₂,并对化合物的结构和热电特性影响进行了研究.结果表明：化合物的晶格常数随Fe置换量的增加线性增加,载流子浓度和电导率随Fe置换量的增加而增加,Seebeck系数随Fe置换量的增加而减少,Seebeck系数的峰值温度随Fe置换量的增加向高温方向移动,晶格热导率由于Fe的置换而大幅度下降,并随Fe的置换量的增 关键词：     

Thermoelectric properties of indium-filled skutterudites prepared by combining solvothermal synthesis and melting

Indium-filled skutterudites with nominal compositions of In _x Co₄Sb₁₂ (x=0,0.1,0.2,0.3) were prepared by combining solvothermal synthesis and melting. The bulk samples were characterized by X-ray diffraction and scanning electron microscopy, respectively. The Seebeck coefficient, electrical conductivity, and thermal conductivity were measured from room temperature up to ∼773 K. Hall effect measurements were performed at room temperature. The thermoelectric properties of the samples were significantly influenced by filling In into CoSb₃. The dimensionless thermoelectric figure of merit, ZT, increased with increasing temperature and reached a maximum value of ∼0.79 for In_0.1Co₄Sb₁₂ at 573 K.     

Synthesis and thermoelectric properties of Cd-filled CoSb3

Cd-filled CoSb₃ samples have been synthesized by the high pressure method, and the temperature-dependent thermoelectric properties of Cd_xCo₄Sb₁₂ have been investigated from 300 to 600 K. X-ray diffraction results show that near single-phase CoSb₃ could be obtained by the high pressure method in a short time (20 min). The lattice constant increases with the increase in the Cd content. The power factor is improved and the thermal conductivity is depressed drastically by filling CoSb₃ with Cd. The maximum figure of merit reaches 0.54 at 600 K for the sample of Cd_0.38Co₄Sb₁₂, which is about four times higher than that of unfilled CoSb₃.     

等离子体活化硒对电沉积Cu-In-Ga金属预制层硒化的影响

使用等离子体活化硒源对电沉积制备的Cu-In-Ga金属预制层进行了硒化处理时, 发现等离子体功率对Cu(In_1-xGa_x)Se₂(CIGS)晶粒的生长有重要影响, 当等离子体功率为75 W时, 制备出单一Cu(In_0.7Ga_0.3)Se₂相的CIGS薄膜. 通过对不同衬底温度的等离子体活化硒源硒化的CIGS 薄膜进行了研究与分析, 并与普通硒化后的薄膜进行对比, 发现高活性硒在低温下会促进Ga-Se二元相的生成, 从而有利于Cu(In_0.7Ga_0.3)Se₂单相的生长. 对等离子体硒化后的CIGS薄膜进行了电池制备, 发现单相CIGS薄膜没有显著提高电池性能. 通过优化工艺, 所制备的CIGS电池效率达到了9.4%. 关键词： 0.7Ga_0.3)Se₂')" href="#">Cu(In_0.7Ga_0.3)Se₂ 电沉积 Cu-In-Ga金属预制层 等离子体活化硒     

High-temperature thermoelectric properties of Ca3Co4O9+δ with Eu substitution

We have prepared polycrystalline Ca_3−xEu_xCo₄O_9+δ (x=0, 0.15, 0.3 and 0.45) samples using a sol-gel process followed by SPS sintering and investigated the Eu substitution effects on their high-temperature thermoelectric properties. With the Eu substitution, both the electrical resistivity and thermopower increase monotonously. This could be attributed to the decrease of hole concentrations by substitution of trivalent Eu³⁺ for divalent Ca²⁺. The Eu substituted samples (x=0.15, x=0.3) have lower thermal conductivity than Ca₃Co₄O_9+δ due to their lower electronic and lattice thermal conductivity. The dimensionless figure of merit ZT reaches 0.3 at 1000 K for the sample of Ca_2.7Eu_0.3Co₄O_9+δ.     

Influence of Ir substitution on the thermoelectric properties of Ba0.3(IrxCo1-x)4Sb12 solid solutions

Polycrystalline skutterudite solid solutions, Ba_0.3 (Ir_xCo_1-x)₄Sb₁₂ (x from 0 to 0.11), have been synthesized by a two-step solid state reaction method and sintered by a spark plasma sintering (SPS) technique. The influence of Ir substitution on electrical and thermal transport properties has been investigated in the temperature range of 300–850 K. Through Ir substitution, the lattice thermal conductivity was depressed due to the phonon scattering by point defects. The thermopower and thermoelectric power factor increased because of the enhancement of carrier acoustic lattice scattering especially at lower temperatures. Both the dimensionless figure of merit (ZT) and the thermoelectric compatibility factor (C_F), which play very important roles for applications, were improved over the whole temperature region. PACS 72.15.Eb; 72.15.Jf; 72.20.Pa; 63.20.Mt; 74.25.Fy An erratum to this article can be found at