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Co1-x NixSb3-ySey,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Co0.9Ni0.1Sb2.85Se0.15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,Co0.9Ni0.1Sb2.85Se0.15的晶格热导率下降到0.8Wm-1K-1.     

In0.3Co4Sb12-xSex 方钴矿热电材料的制备和热电性能

用熔融退火结合放电等离子烧结法制备了In_0.3Co₄Sb_12-xSe_x(x=0—0.3)方钴矿热电材料,探讨了In的存在形式,系统研究了Se掺杂量对结构和热电性能的影响.结果表明:In可以填充到方钴矿二十面体空洞处,过量In在晶界处形成InSb第二相,Se对Sb的置换使晶格常数减小,In填充上限降低;In_0.3Co₄Sb_12-xSe_x样品呈n型传导,随着Se掺杂量的增大,载流子浓度降低,电导率下降,Seebeck系数增大,功率因子有所降低;由于在结构中引入了质量波动及晶格畸变,适量的Se掺杂可以大幅降低材料晶格热导率;样品In_0.3Co₄Sb₁₂和In_0.3Co₄Sb_11.95Se_0.05的最大ZT值均达到1.0以上. 关键词： 掺杂 填充式方钴矿 热电性能     

Fe掺杂量对双层复合结构BaTi1-zFezO3+δ-Tb1-xDyxFe2-y中磁电耦合的影响

采用溶胶凝胶方法制备了Fe掺杂钛酸钡多晶系列陶瓷BaTi_1-zFe_zO_3+δ(0.005≤z≤0.02) (BTFO).X射线衍射实验显示,所制备的BTFO的结构仍然为四方相钙钛矿.差热分析表明,该BTFO样品的铁电-顺电转变温度及相变潜热随掺杂量z的增加而下降.将该BTFO极化后与Tb_1-xDy_xF 关键词： 磁电耦合 掺杂效应 掺杂钛酸钡     

(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     

过渡族元素掺杂BaTiO3-Tb1-xDyxFe2-y层状复合材料中的磁电效应

用溶胶-凝胶法制备1.0%mol Mn,Cr,Co掺杂 BaTiO₃(BTO)粉体,在1350℃下烧结成多晶陶瓷样品.X射线衍射和差示扫描量热分析表明,室温下掺杂BaTiO₃具有四方钙钛矿结构;居里点和相变潜热随Cr,Mn,Co掺杂逐渐降低.将掺杂BaTiO₃与Tb_1-xDy_xFe_2-y(TDF)胶合制成双层磁电复合材料,并研究了Cr:BTO-TDF,Mn∶BTO-TDF,Co:BTO-TDF层状复合材料中的磁电效应.实验表明,在340×80 A·m^-1偏置磁场下, Cr:BTO-TDF的横向磁电电压系数达到最大值586 mV·cm^-1·(80 A·m^-1)^-1.在400×80 A·m^-1偏置磁场下,Mn∶BTO-TDF和Co:BTO-TDF的横向磁电电压系数的最大值分别为480 mV·cm^-1·(80 A·m^-1)^-1和445mV·cm^-1·(80 A·m^-1)^-1.研究表明掺杂BaTiO₃-TDF层状复合材料中具有较强的磁电耦合.作为无铅压电材料,掺杂BaTiO₃制备的磁电效应器件颇具应用前景. 关键词： 磁电效应 双层复合材料 3')" href="#">掺杂BaTiO₃ 1-xDy_xFe_2-y')" href="#">Tb_1-xDy_xFe_2-y     

Sr掺杂Eu1-xSrxMnO3体系的磁相变以及输运特性研究

对Eu_1-xSr_xMnO₃ (ESMO, x=0—1)体系的结构和磁性进行了系统的研究,结果表明Sr的掺入使EuMnO₃反铁磁母体的磁结构发生巨大的变化.通过磁化和电输运测量,深入探讨了高掺杂浓度Eu_0.4Sr_0.6MnO₃和Eu_0.3Sr_0.7MnO_{3关键词： 1-x}Sr_xMnO₃体系')" href="#">Eu_1-xSr_xMnO₃体系 Sr掺杂 可变程跳跃模型     

双掺杂BaxAgyCa3-x-yCo4O9氧化物的织构与电输运性能

采用柠檬酸溶胶凝胶和放电等离子烧结制备了Ca位双掺杂型的Ba_xAg_yCa_3-x-yCo₄O₉烧结体,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、电阻率测试仪等研究了烧结体相组成、取向度、织构及电性能.结果表明：含Ag的掺杂试样中出现了偏离化学计量比分布的Ag单质,掺杂试样取向度随Ba与Ag掺杂量之比x/y的增大而提高,含Ag的掺杂试样取向度低于未掺杂试样,不含Ag的掺杂试样取向度高于未掺杂试样.x=y=01的试样导电机理发生变化.Ba,Ag掺杂量相等的试样保持较低取向度的同时具有较低的电阻率,在973 K时达到最低值（73 mΩcm）,而取向度最低的Ag单掺杂试样电阻率在所有试样中最低,在973 K时为63 mΩcm. 关键词： 3Co₄O₉')" href="#">Ca₃Co₄O₉ 双掺杂 织构 电输运性能     

β-Zn4Sb3/Zn1-δAlδO复合材料的制备及热电性能研究

采用真空熔融淬火结合放电等离子烧结工艺制备了单相β-Zn₄Sb₃以及β-Zn₄Sb₃/Zn_1-δAl_δO复合热电材料,其中第二相Zn_1-δAl_δO(AZO)的含量分别为0.2 wt%,0.4 wt%和0.7 wt%.对材料的相组成和微结构进行了表征,并在300—673 K的温度 关键词： 4Sb₃')" href="#">β-Zn₄Sb₃ 1-δAl_δO')" href="#">Zn_1-δAl_δO 复合材料 热电性能     

锰位铁掺杂La0.67Sr0.33FexMn1-xO3薄膜的光诱导效应

分别采用溶胶-凝胶法和脉冲激光沉积的方法制备了La_067Sr_033Fe_xMn_1-xO₃(x=0, 005, 010, 015)系列块材和薄膜,研究了Fe部分替代对La_067Sr_033Fe_xMn_1-xO₃薄膜 关键词： 光诱导 Fｅ掺杂 晶格效应     

锰位铁掺杂La0.67Sr0.33FexMn1-xO3薄膜的光诱导效应

分别采用溶胶-凝胶法和脉冲激光沉积的方法制备了La_067Sr_033Fe_xMn_1-xO₃(x=0, 005, 010, 015)系列块材和薄膜，研究了Fe部分替代对La_067Sr_033Fe_xMn_1-xO₃薄膜     

退火氧压对YBa2Cu3O7-x薄膜中的激光感生热电电压效应的影响

测量了在不同氧压下退火生长的YBa₂Cu₃O_7-x(YBCO)薄膜中的激光感生热电电压(LITV)信号,发现随退火氧压的增大可使LITV信号的峰值有2—4倍的增强,并且变化趋势与薄膜热电势的各向异性随氧含量的变化规律相同.波长在473—808nm范围内的连续激光辐照,在5000Pa的氧压下退火生长的YBCO薄膜中探测到的LITV信号最大;而紫外脉冲激光辐照时,LITV信号的最大值出现在退火氧压为10⁵Pa 关键词： 2Cu₃O_7-x薄膜')" href="#">YBa₂Cu₃O_7-x薄膜 激光感生热电电压 各向异性的Seebeck系数 氧含量     

过量Zn对β-Zn4Sb3热电性能影响的研究

采用真空熔融缓冷方法制备了单相β-Zn₄Sb₃以及含有过量Zn的β-Zn₄Sb₃块体热电材料.在300—700K的温度范围内测试了材料的电导率、Seebeck系数和热导率，研究了β-Zn₄Sb₃化合物中过量Zn的分布状态及其对材料热电性能的影响规律.结果表明：过量的Zn作为第二相较均匀的分布在β-Zn₄Sb₃的晶界上，随着Zn含量增加，材料电导率和热导率上升，Seebeck系数下降，Zn第二相的引入能有效提高材料的功率因子，Zn过量2at%的材料在700K时其ZT值达到1.10. 关键词： 4Sb₃')" href="#">β-Zn₄Sb₃ 电导率 Seebeck系数     

机械合金化过程对硫化铋块体热电性能的影响机理

以机械合金化法(MA)结合放电等离子烧结技术(SPS)制备了Bi₂S₃多晶块体热电材料. 研究了MA过程中干磨转速、湿磨时间和湿磨介质对Bi₂S₃多晶热电材料电传输性能的影响. 分析了样品的物相, 观察了显微组织, 测试了电传输性能和热传输性能. 研究表明, 以无水乙醇为湿磨介质时, 随着湿磨时间的延长, 出现了微量Bi₂O₃第二相, 样品的晶粒尺寸减小, 电阻率大幅增加, 功率因子下降. 以丙酮为湿磨介质时, 虽然不存在微氧化反应, 但是由于样品中存在大量孔洞, 导致功率因子降低. 425 r/min 干磨15 h后未湿磨的样品在573 K取得最大的ZT值0.25, 是目前文献报道的最高值.     

The transverse laser induced thermoelectric voltages in step flow growth （1-x）Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3 thin films

This paper reports that the transverse laser induced thermoelectric voltages (LITV) are observed for the first time in the step flow growth (1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3 (PMN-PT,x = 0.20, 0.33, 0.50) thin films deposited on vicinal-cut strontium titanate single crystal substrates. Because lead magnesium niobate-lead titanate is a solid solution of lead magnesium niobate (PMN) and lead titanate (PT), there are two types of signals. One is wide with a time response of a microsecond, and the other superimposed with the wide signal is narrow with a time response of a nanosecond. The transverse LITV signals depend on the ratio of PMN to PT drastically. Under the irradiation of 28-ns pulsed KrF excimer laser with the 248-nm wavelength,the largest induced voltage is observed in the 0.50Pb(Mg1/Nb2/3)O3-0.50PbTiO3 films. Moreover, the effects of film thickness, substrates, and tilt angles of substrates are also investigated.     

Pr0.7(Sr1-xCax)0.3MnO3多晶体系中的小极化子性质

采用基于柠檬酸体系的溶胶-凝胶法制备了Pr_0.7（Sr_1-xCa_x）_0.3MnO₃系列的多晶块材, 同时还用脉冲激光沉积技术（PLD）在SrTiO₃（100）衬底上外延生长了同一系列的薄膜, 系统研究了它们的晶格结构和电输运行为. 多晶和薄膜样品都具有正交晶格结构, 电输运行为在居里温度T_Ｃ以上的高温顺磁相都很好 关键词： 0.7（Sr_1-xCa_x）_0.3MnO₃')" href="#">Pr_0.7（Sr_1-xCa_x）_0.3MnO₃ 绝热小极化子模型 双交换作用 Jahn-Teller晶格畸变     

Effects of double filling of Pb and Ba on thermoelectric properties of PbxBayCo4Sb11.5Te0.5 compounds by HPHT

Skutterudite compounds Pb_xBa_yCo₄Sb_11.5Te_0.5 (x≤0.23,y≤0.27) with bcc crystal structure have been prepared by the high pressure and high temperature (HPHT) method. The study explored a chemical method for filling Pb and Ba atoms into the voids of CoSb₃ to optimize the thermoelectric figure of merit ZT in the system of Pb_yBa_xCo₄Sb_11.5Te_0.5. The structure of Pb_xBa_yCo₄Sb_11.5Te_0.5 skutterudites was evaluated by means of X-ray diffraction. The Seebeck coefficient, electrical resistivity and power factor were performed from room temperature to 710 K. Compared with Co₄Sb_11.5Te_0.5, the thermal conductivity of Pb and Ba double-filled samples was reduced evidently. Among all filled samples, Pb_0.03Ba_0.27Co₄Sb_11.5Te_0.5 showed the highest power factor of 31.64 μW cm⁻¹ K⁻² at 663 K. Pb_0.05Ba_0.25Co₄Sb_11.5Te_0.5 showed the lowest thermal conductivity of 2.73 W m⁻¹ K⁻¹ at 663 K, and its maximum ZT value reached 0.63 at 673 K.     

Transverse laser induced thermoelectric voltage effect in tilted La0.5Sr0.5CoO3 thin films

The transverse laser induced thermoelectric voltage effect has been investigated in tilted La_0.5Sr_0.5CoO₃ thin films grown on vicinal cut LaAlO₃ (1 0 0) substrates when films are irradiated by pulse laser at room temperature. The detected voltage signals are demonstrated to originate from the transverse Seebeck effect as the linear dependence of voltage on tilted angle in the range of small tilted angle. The Seebeck coefficient anisotropy ΔS of 0.03 μV/K at room temperature is calculated and its distorted cubic structure is thought to be responsible for this. Films grown on a series of substrates with different tilted angles show the optimum angle of 19.8° for the maximum voltage. Film thickness dependence of voltage has also been studied.