SilooP2．5（GaP）1．5中随机孔洞对热电性能的影响

纯硅由于原材料来源广、熔点高,是潜在的太阳能热发电用热电材料．它的热电绩效因子ZT很小,室温只有0．01．本研究小组通过掺杂和结构纳米化制备了Si100P25（GaP）1．5,获得813℃时的ZT为0．47．本文在此基础上,通过引入一种新的机制——随机孔洞——来进一步提高纯硅基材料Si100P2．5（GaP）1．5的ZT．结果表明：由于孔洞增加了对低能载流子的过滤,Seebeck系数得到了提高;又由于孔洞对主要携带热量的声子的散射,晶格热导率大大降低,结果Si100P2.5（GaPh5的ZT提高了32％．研究结果表明引入随机孔洞是增加纯硅基体系ZT的有效途径．     

水热制备Sr（MoO4）x（WO4）1-x固溶体微晶及其发光性能

采用水热法制备了Sr（MoO₄）_x（WO₄）_1-x固溶体微晶。通过X射线粉末衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、扫描电镜（SEM）和荧光分析（FA）表征了微晶的结构、表面形貌和发光性能。XRD和FT-IR结果表明制备的Sr（MoO₄）_x（WO₄）_1-x微晶皆呈现典型的四方晶相白钨矿结构。SEM结果表明制备的微晶为表面光滑且粒径均匀的球形颗粒。荧光发射光谱显示,在275 nm紫外光激发下,随着x值的增加,Sr（MoO₄）_x-（WO₄）_1-x固溶体微晶在350 nm处的发射逐渐减弱,470 nm处的发射逐渐增强。     

［（SrTiO3）n/（SrTi0.8Nb0.2Ｏ3）m］20/LaAlO3超晶格的制备及其激光感生热电电压效应

采用脉冲激光沉积（PLD）镀膜技术在倾斜10°的LaAlO₃（100）单晶衬底上制备了（SrTiO₃）_n/（SrTi0.8Nb_0．2Ｏ₃）_m系列超晶格.在超晶格薄膜的XRD图谱中清楚地观察到周期调制的卫星峰结构.从卫星峰的分布计算了超周期,进而得到了在生长SrTiO₃和SrTi_0．8Nb_{0．2< 关键词： 3}）_n/（SrTi_0．8Nb_0．2Ｏ₃）_m］20/LAO（100）超晶格')" href="#">［（SrTiO₃）_n/（SrTi_0．8Nb_0．2Ｏ₃）_m］20/LAO（100）超晶格 激光感生热电电压 各项异性Seebeck系数 原子层热电堆     

晶粒尺寸对CoSb3化合物热电性能的影响

系统地研究了晶粒尺寸对CoSb₃化合物热电性能的影响规律，结果表明晶粒尺寸对CoSb₃化合物的晶格热导率κ_p、电导率σ、能隙宽度E_g和Seebeck系数α有显著影响.当晶粒尺寸由微米尺度减小到纳米尺度时，晶格热导率κ_p显著降低，Seebeck系数α有较大幅度的增加，能隙宽度E_g变宽，电导率σ有一定程度的下降.平均晶粒尺寸为200nm的CoSb₃化合物在温度为700K时，ZT值达到0.43，比平均晶粒尺寸为5000nm的试样增加了4倍.     

热压制备(AgSbTe2)100-x-(GeTe)x合金的热电性能

以Pb粉、Te粉、Ag粉、Ge粉为原材料,在真空气氛下合成(AgSbTe₂)_100-x-(GeTe)_x (x=80---90) (TAGS)合金热电材料, X射线衍射(XRD)分析表明,热压烧结后合金具有低温菱形结构. 通过热压烧结法将TAGS粉末制备成块体材料,运用XRD和扫描电子显微镜对材料的物相成分、 晶体结构和形貌进行了表征.采用直流四探针法测定样品的电导率,当样品两端的温差为1---4℃ 的情况下测量Seebeck系数.通过材料热电性能测试,研究了30---500℃温度范围内不同组分 样品性能参数的变化.结果表明,所制备的TAGS热电材料具有纳米结构, 其性能随着组分的变化而变化, TAGS-80具有较好的热电性能,在530℃时具有最高热电优值(ZT=1.80).     

应力对(GaP)1/(InP)1(111)超晶格体内和表面电子结构的影响

考虑到应力对超薄层(GaP)₁/(InP)₁(111)结构中Ga-P和In-P键长的作用为均匀分布的情况,本文提出在紧束缚近似下,将应力的影响直接反映到Harrison的交迭积分项中,并利用Recursion方法全面计算了由Keating模型确定的稳定(GaP)₁/(InP)₁(111)超晶格体内和表面的电子结构,结果表明,这种材料的带隙为1.88eV,它比体材料GaP(2.91eV)和InP(1.48eV)的平均值小 关键词：     

利用Keating模型计算Si（1-x）Gex及非晶硅的拉曼频移

利用Keating模型计算了Si_（1-x）Ge_x合金中Si—Si,Ge—Ge和Si—Ge三种振动模态的拉曼频移,计算分别获得Ge浓度为01,05和09时,Si—Ge的振动拉曼频移分别为40275,41339和38815 cm^-1,这些结果与文献的实验结果符合,证明了Keating模型建立的关于原子振动模型是有效的,并可以利用拉伸压缩和相邻原子键之间弹性系数变化获得处于应变状态的拉曼光谱频率.利用Kea 关键词： Keating模型 拉曼光谱 （1-x）Ge_x')" href="#">Si_（1-x）Ge_x 非晶硅     

烧结温度对La0.1Sr0.9TiO3陶瓷热电性能的影响

利用传统固相反应方法, 分别在1440℃, 1460℃, 1480℃和1500℃烧结条件下, 制备了钙钛矿结构的La_0.1Sr_0.9TiO₃陶瓷样品. 样品的粉末X射线衍射结果显示, 不同烧结温度的La_0.1Sr_0.9TiO₃ 陶瓷样品均为单相的正交结构. 从样品的扫描电子显微照片来看, 随着烧结温度的增加, 平均晶粒尺寸逐渐增大. 在室温至800℃的测试温区, 测试了样品的电阻率和Seebeck系数, 系统地研究了不同烧结温度对样品热电性能的影响. 结果表明, 样品的电阻率在测试温区内随着测试温度的升高先略微降低, 然后逐渐升高;总体来看, 样品的电阻率随烧结温度的升高先增大后降低. 在测试温区内, Seebeck系数均为负值, 表明样品的载流子为电子; 随着测试温度的升高, Seebeck系数绝对值均有所增大;随烧结温度升高, Seebeck系数绝对值逐渐增大后显著降低. 1480℃制备的样品因其相对较低的电阻率和相对较高的Seebeck系数绝对值, 在165℃时得到最大的功率因子21 μW·K^-2·cm^-1.     

石墨烯/Bi0.5Sb1.5Te3柔性热电薄膜及其面内散热器件的设计制备与性能评价

基于柔性热电薄膜制冷的面内散热技术有望为电子器件高效面内散热提供解决方案,但柔性热电薄膜电输运性能太低和面内散热器件结构设计困难严重制约了该技术在电子元器件散热中的应用.本文通过在环氧树脂/Bi_0.5Sb_1.5Te₃柔性热电薄膜中掺入具有同时调控电热输运行为功能的石墨烯,发现不仅有助于Bi_0.5Sb_1.5Te₃晶粒沿(000l)择优取向,而且还提供了载流子快速传输通道,石墨烯/Bi_0.5Sb_1.5Te₃柔性热电薄膜的载流子浓度和迁移率同时显著增大;石墨烯掺入量为1.0%的柔性热电薄膜室温最高功率因子达到1.56 mW/(K~2·m),与环氧树脂/Bi_0.5Sb_1.5Te₃柔性热电薄膜相比提高了71%,其最大制冷温差提高了1倍.利用这种高性能石墨烯/Bi_0.5Sb_1.5Te_3...     

纳米SiO2复合对Mg3Sb2基材料热电性能的影响

Mg₃(Sb,Bi)2基热电材料由于其优异的热电性能和较低的成本近来受到广泛的关注.本研究通过将纳米SiO₂复合进成分为Mg_3.275Mn_0.025Sb_1.49Bi_0.5Te_0.01的基体相中,考察其热电输运性能的变化及机制.结果表明,当SiO₂复合进Mg₃Sb₂基材料中时,由于引进大量的微小晶界,能有效地散射声子,促使晶格热导率降低,优化热输运性能,如SiO₂体积含量为0.54%时,室温时热导率由复合前的1.24 W/(m·K)降至1.04 W/(m·K),降幅达到15%;同时其对电子也产生强烈的散射作用,导致迁移率和电导率大幅下滑,结果表现为近室温区功率因子剧烈衰减,恶化了电输运性能.电性能相对于热性能较大降低幅度使得材料在整个测试温区的热电优值没有得到改善.纳米SiO₂作为Mg₃Sb₂     

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     

TeI4掺杂量对n型Bi2Te3基烧结材料热电性能的影响

采用区熔法结合放电等离子体快速烧结(SPS)技术制备了n型Bi₂Te₃基热电材料.在300—500K的温度范围内测量了各热电性能参数，包括电导率(σ)、塞贝克系数(α)和热导率(κ)，研究了掺杂剂TeI₄的含量(质量百分比分别为0，0.05，0.08，0.10，0.13和0.15wt%)对热电性能的影响.结果表明：试样的载流子浓度(n)随TeI₄含量增加而增大，使电导率增大、塞贝克系数的绝对值先增大而后减小，从而导致品质因子(α²σ)呈先增加后降低的变化趋势；同时，由于异质离子(I^-)以及载流子对声子的散射作用增强，可显著降低其晶格热导率.烧结材料的性能优值(ZT=α²σT/κ)对应于TeI₄含量为0.08wt%有其最大值，约为0.92.此外，烧结材料的抗弯强度增加至80MPa左右，从而可以显著改善材料的可加工性以及元器件的使用可靠性. 关键词： 2Te₃')" href="#">Bi₂Te₃ 放电等离子体快速烧结 热电性能     

铜掺杂Cu2SnSe4的热电输运性能

Cu₂SnSe₄化合物具有本征的低热导率和可调控的电导率,同时不含稀贵元素、无毒和价格低廉,具有作为中温区热电材料的潜力.本文通过高能球磨结合放电等离子烧结制备了Cu₂SnSe₄以及Cu掺杂的Cu_2+xSnSe4块体材料(0.2≤z≤1).研究了Cu掺杂填充Cu/Sn位置上1/4本征空位对Cu_2+xSnSe₄热电性能的影响,发现Cu/Sn中1/4空位能够被Cu完全填满(x=1),且Cu掺杂能够大幅度地提升(可达两个数量级)样品的电导率,从而显著提高了功率因子.同时,发现在大Cu掺杂量范围(0.1≤x≤0.8)内,Cu_2+xSnSe4电导率增长与掺杂量增加呈线性关系,且载流子迁移率随Cu掺杂量的增加而增加.进一步的研究发现,载流子在Cu_2+xSnSe₄中的电输运行为遵循电子-声子耦合的小极化子模型.     

Si（100）（2×1）表面光学二次谐波强度随温度的变化关系

通过测量基频光波长为１．０６４μｍ时几个不同掺杂类型和掺杂浓度的Ｓｉ（１００）（２×１）样品表面反射二次谐波强度随温度的变化关系，说明在此波长上二次谐波不是来源于表面耗尽场的影响，而是来源于表面态电子。Ｓｉ（１００）（２×１）表面反射二次谐波强度反比于温度的平方。本文提出了一个简单模型，给出了初步解释。     

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     

Nb掺杂对还原性烧结的TiO2-δ陶瓷的晶体结构及热电性能的影响

利用传统的固相反应法在还原性气氛1200 ℃下分别制备出不同Nb掺杂量的Ti_1-xNb_xO_2-δ陶瓷样品.样品的粉末X射线衍射(XRD)结果显示:Nb掺杂量x较低时样品为多相混合,当Nb掺杂量x>0.02时样品为单一的四方相金红石型结构.在室温到900 K的测试温区,测试了单相样品(x=0.02,0.03,0.04)的电导率、Seebeck系数和热导率.测试 关键词： 氧化钛陶瓷 热电性能 氧空位     

Si含量对高锰硅化合物相组成及热电性能的影响研究

采用高频感应熔融、退火结合放电等离子烧结方法制备高锰硅(HMS)化合物MnSi1.70+x(x=0,0.05,0.1,0.15),系统研究了Si含量变化对材料相组成、微结构和热电性能的影响规律.结果表明,当x0.1时,样品由HMS和贫Si的MnSi金属相两相组成,随着Si含量x的增加,MnSi相相对含量减小;当x=0.1时,所得样品为单相HMS化合物;当x0.1时,样品由HMS和过量Si两相组成.随着x的增加,由于样品中高电导的金属相MnSi含量逐渐减少,样品的电导率逐渐下降,而Seebeck系数随之增加.室温下样品载流子浓度和有效质量随x增大逐渐减小,而迁移率逐渐增加.MnSi和Si杂相与HMS相比均为高热导相,因此当x=0.1时,由于样品为单相HMS,从而表现出最低热导率和最高ZT值.MnSi1.80样品在800K时热导率最小值达到2.25W·m-1K-1,并在850K处获得最大ZT值(0.45).     

Ti1－x(Hf0.919Zr0.081)xNiSn的制备及热电性能

采用固相反应法合成了单相的Ti_1-x(Hf_0.919Zr_0.081) _xNiSn (x＝0.00—0.15)，并用放电等离子烧结方法制备出密实块体材料. 研究 了Hf和Zr同时在Ti位上的等电子合金化对Ti基半Heusler化合物热电性能的影响规律. 结果 表明：少量的Hf和微量的Zr在Ti位上的等电子合金化，显著地降低了体系的热导率κ，同时 显著地提高了体系的Seebeck系数α. 组成为Ti_{0.85关键词： 半Heusler 固相反应 热电性能}     

n型BayNixCo4-xSb12化合物的热电性能

系统地研究了Ba填充分数及Ni含量对n型BayNixCo4-xSb12(x=0—0.1,y=0—0.4)化合物热性能及电性能的影响规律.n型BayNixCo4-xSb12的热导率随Ba填充分数的增加而显著下降,当Ba填充分数为0.3时,热导率随Ni含量的增加而降低,在x=0.05时,热导率达到最小值,晶格热导率随Ni含量的增加单调降低.电子浓度和电导率随Ba填充分数及Ni含量的增加而增加,塞贝克系数则随Ba填充分数及Ni含量的增加而减小.对于Ba0.3Ni0.05Co3.95Sb12试样,得到了1.2最大 关键词： n型方钴矿 填充 置换 热电性能     

Formation of rippled surface morphology during Si/Si （100） epitaxy by ultrahigh vacuum chemical vapour deposition

The Si epitaxial films are grown on Si (100) substrates using pure Si2H6 as a gas source using ultrahigh vacuum chemical vapour deposition technology. The values of growth temperature T_g are 650 ℃, 700 ℃, 730 ℃, 750 ℃, and 800 ℃. Growth mode changes from island mode to step-flow mode with T_g increasing from 650 ℃ to 700 ℃. Rippled surface morphologies are observed at T_g = 700 ℃, 730 ℃, and 800 ℃, but disappear when T_g = 750 ℃. A model is presented to explain the formation and the disappearance of the ripples by considering the stability of the step-flow growth.