Sm和Ce复合掺杂Skutterudite化合物的制备及热电性能

用熔融法结合放电等离子快速烧结(SPS)制备出了单相的Sm和Ce复合掺杂的Skutterudite化合物Sm_mCe_nFe_1.5Co_2.5Sb₁₂，研究了Sm和Ce复合掺杂总量对其热电性能的影响规律.结果表明：随着Sm和Ce复合掺杂总量的增加，p型Sm_mCe_nFe_1.5Co_2.5Sb₁₂化合物的Seebeck系数增加、电导率和热导率降低.当掺杂总量相近时，和Sm、Ce单原子掺杂相比，Sm和Ce复合掺杂使Skutterudite化合物的热导率低10%—40%.Sm_0.22Ce_0.20Fe_1.54Co_2.46Sb_11.89化合物的最大热电性能指数ZT_max值在775K时为0.84. 关键词： 复合掺杂 方钴矿 热电性能     

传导电子虚声子交换对热电势的影响

本文基于Anderson Hamiltonian，考虑电子——声子耦合效应，研究了传导电子之间虚声子交换所引起的电子间有效相互作用对杂质系统温热电势的影响。     

I型锗基笼合物Ba8Ga16-xSbxGe30的合成及热电性能

用高温熔融结合放电等离子烧结（SPS）方法合成了Sb掺杂的单相n型Ba8Ga16-xSbxGe30化合物，探索了Sb对Ga的取代对其热电性能的影响规律．研究结果表明：随着Sb取代分数x的增加，Seebeck系数逐渐降低，Seebeck系数峰值对应的温度向低温方向偏移．电导率随着x的增加先增大后减小，当x=2时达到最大值．Sb取代Ga后对化合物的热性能有较大影响，其热导率和晶格热导率都有不同程度的降低．在所有n型Ba8Ga16-xSbxGe30化合物中，Ba8Ga14Sb2Ge30化合物的ZT值最大，在950K左右其最大ZY值达1．1．     

热电材料研究又成热点

将不同材料的导体连接起来，并通入电流，在不同导体的接触点———结点，将会吸收（或放出）热量．１８３４年，法国物理学家佩尔捷（Ｊ．Ｃ．Ａ．Ｐｅｌｔｉｅｒ）发现了上述热电效应．１８３８年，俄国物理学家楞次（Ｌ．Ｌｅｎｚ）又做出了更具显示度的实验：用金属铋线和锑线构成结点，当电流沿某一方向流过结点时，结点上的水就会凝固成冰；如果反转电流方向，刚刚在结点上凝成的冰又会立即熔化成水．热电效应本身是可逆的．如果把楞次实验中的直流电源换成灯泡，当我们向结点供给热量，灯泡便会亮起来．尽管当时的科学界对佩尔捷和楞…     

Nd2CuO4及其微量Zn掺杂单晶样品的传输性质研究

用助溶剂方法高温烧制了电子型超导体母体材料Nd2CuO4及其微量Zn掺杂的单晶样品,并系统地研究了在15～300K范围内样品的电阻率和热电势行为.两者在25～200K之间的温区都表现相同的物理行为高温区为半导体热激活行为,低温区为二维变程跳跃行为.在206K附近发现了反铁磁转变对热电势行为影响的精细峰和弛豫现象.我们的实验结果表明在180K以上温区载流子的行为不满足传统的能带理论.退火对25K以下的温区的热电势的行为有非常显著的影响,其本征的物理性质还需要深入的研究.     

Zn掺杂La2CuO4热电势和磁化率研究

测量了La2CuO4掺Zn样品在不同降温速率下(330K保温05h,然后分别以6Kh,02Ks的速度降到8K)的直流磁化率和热电势.实验结果表明,反铁磁温度TN不随降温速率变化而变化,其直流磁化率也未受很大影响.高温热电势弱的温度依赖关系表明为极化子气体的贡献.热电势在转折温度Tdrop之下的快速降低是由于二维反铁磁涨落的贡献.热电势在更低温度的拐点TS与载流子的局域化有关.降温速率变化时,Tdrop和TS都有明显的变化.Zn掺杂对Tdrop和TS没有明显影响,但导致了更强的载流子局域化.讨论了上述现象产生的物理图像 关键词： La2CuO4 直流磁化率 热电势     

液态Hg－Na和Te－Se合金电输运性质及金属－非金属转变的研究

系统测量了液态Ｈｇ－Ｎａ及Ｔｅ－Ｓｅ合金的电阻率和热电势，发现液态Ｈｇ－Ｎａ合金的电阻率随成分变化虽有反常行为，但没有金属－非金属转变；而液态Ｔｅ－Ｓｅ合金的电阻率随成分变化并无反常出现，但当Ｓｅ成分大于３０％（ａｔ．）时，出现金属一非金属转变．本文考虑了液态Ｈｇ－Ｎａ合金中有Ｈｇ２Ｎａ瞬时短程序形成的因素，采用Ｆａｂｅｒ－Ｚｉｍａｎ理论，计算了液态Ｈｇ－Ｎａ合金的电阻率，计算结果与上述实验测量值符合很好．同时也定性解释了液态Ｈｇ－Ｎａ合金热电势极小值及液态Ｔｅ－Ｓｅ合金在大于３０％（ａｔ．）Ｓｅ时出现金属－非金属转变的原因．     

热电材料研究中的基础物理问题

热电转换技术主要包括利用半导体材料的泽贝克（Seebeck）效应将热能直接转化成电能和利用佩尔捷（Peltier）效应直接将电能转化成热能.文章简单回顾了热电转换材料中的物理效应及相关研究进展,重点介绍了常规热电材料（即窄带半导体）中的一些基本物理问题,其中包括一个好的热电材料应该具有的特性,以及提高半导体材料的电导率和泽贝克系数,降低热导率的物理机制和方法.文章还介绍了近年来电子晶体-声子玻璃类材料以及低维热电材料等热点问题的研究进展.最后还简单讨论了非常规热电材料的研究现状与趋势.