K、Al共掺杂Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_3热电材料的制备及性能 被引量：2

1

作者 段兴凯 胡孔刚 +3 位作者 满达虎 丁时锋 林伟明 金海霞 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期668-671,634,共5页

采用真空熔炼及热压方法制备了K和Al共掺杂P型Bi0.5Sb1.5Te3热电材料。XRD分析结果表明,K0.04Bi0.5Sb1.5-x Alx Te3块体材料的XRD图谱与Bi0.5Sb1.5Te3的图谱完全对应,SEM形貌分析表明材料具有一定的层状结构和微孔。K和Al共掺杂提高了Bi... 采用真空熔炼及热压方法制备了K和Al共掺杂P型Bi0.5Sb1.5Te3热电材料。XRD分析结果表明,K0.04Bi0.5Sb1.5-x Alx Te3块体材料的XRD图谱与Bi0.5Sb1.5Te3的图谱完全对应,SEM形貌分析表明材料具有一定的层状结构和微孔。K和Al共掺杂提高了Bi0.5Sb1.5Te3在室温附近的Seebeck系数。除了K0.04Bi0.5Sb1.34Al0.12Te3样品的300K和400K以上的高温区,以及共掺杂样品的500K高温附近之外,K和Al共掺杂均使Bi0.5Sb1.5Te3材料的电导率降低。在300~500K温度范围内,K0.04Bi0.5Sb1.42Al0.04Te3样品的热导率均小于Bi0.5Sb1.5Te3的热导率。在300~350K温度范围内,K0.04Bi0.5Sb1.42Al0.04Te3样品的热电优值较Bi0.5Sb1.5Te3有较大幅度的提高。 展开更多

关键词 共掺杂 显微结构 热压 热电性能

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N型Bi_2Te_(2.5)Se_(0.5)热电薄膜的电阻率与膜厚和温度的关系(英文) 被引量：3

2

作者 段兴凯 杨君友 +1 位作者 朱文 肖承京 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期867-870,共4页

在玻璃衬底上通过瞬间蒸发法沉积了厚度为50-400nm的N型Bi2Te2.5Se0.5热电薄膜,沉积温度为473K。采用XRD、EDXA和FESEM技术分别对薄膜的相结构、组成和表面形貌进行了分析研究,在300-350K的温度范围内,研究了薄膜的电阻率与膜厚和温度... 在玻璃衬底上通过瞬间蒸发法沉积了厚度为50-400nm的N型Bi2Te2.5Se0.5热电薄膜,沉积温度为473K。采用XRD、EDXA和FESEM技术分别对薄膜的相结构、组成和表面形貌进行了分析研究,在300-350K的温度范围内,研究了薄膜的电阻率与膜厚和温度的相互关系。 展开更多

关键词 电阻率 Bi2Te25Se0.5薄膜 瞬间蒸发法

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退火温度对Bi_2Te_(2.7)Se_(0.3)薄膜的微结构及热电性能的影响 被引量：2

3

作者 段兴凯 江跃珍 +1 位作者 宗崇文 侯文龙 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期517-520,585,共5页

采用瞬间蒸发技术在温度为473 K的玻璃基体上沉积了厚度为800 nm的N型Bi2Te2.7Se0.3热电薄膜,并在373 K～573 K进行1小时的真空退火处理。利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和能量散射谱(EDS)分别对薄膜的物相结构、表... 采用瞬间蒸发技术在温度为473 K的玻璃基体上沉积了厚度为800 nm的N型Bi2Te2.7Se0.3热电薄膜,并在373 K～573 K进行1小时的真空退火处理。利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和能量散射谱(EDS)分别对薄膜的物相结构、表面形貌以及化学计量比进行表征。采用表面粗糙度测量仪测定薄膜厚度,薄膜的电阻率采用四探针法在室温下进行测量,在室温下对薄膜的Seebeck系数进行表征。霍尔系数,电子浓度和迁移率在300 K用Van der Pauw方法进行测量。退火温度为473 K时,电阻率和Seebeck系数分别为2.7 mΩ.cm和?180μV/K,热电功率因子最大值为12μW/cmK2。 展开更多

关键词 退火温度 热电薄膜 热电性能 瞬间蒸发法

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Na、Ga共掺杂对n型Bi_2Te_(2.7)Se_(0.3)电热输运性能的影响 被引量：1

4

作者 段兴凯 胡孔刚 +2 位作者 丁时锋 满达虎 金海霞 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期26-30,共5页

采用真空熔炼及热压烧结方法制备了Na和Ga共掺杂n型Bi2Te2.7Se0.3热电材料。XRD结果表明,Na0.04Bi1.96-xGaxTe2.7Se0.3块体材料的XRD图谱与Bi2Te2.7Se0.3的图谱对应一致。通过EDAX技术对Na0.04Bi1.96-xGaxTe2.7Se0.3块体材料的成分进行... 采用真空熔炼及热压烧结方法制备了Na和Ga共掺杂n型Bi2Te2.7Se0.3热电材料。XRD结果表明,Na0.04Bi1.96-xGaxTe2.7Se0.3块体材料的XRD图谱与Bi2Te2.7Se0.3的图谱对应一致。通过EDAX技术对Na0.04Bi1.96-xGaxTe2.7Se0.3块体材料的成分进行了分析,无氧化现象。在298~523K温度范围内,在垂直于热压方向对样品的电热输运性能进行了测试分析,结果表明Na和Ga共掺杂可以有效地提高Bi2Te2.7Se0.3的载流子浓度,从而使电导率得到明显改善,但同时Seebeck系数有不同程度的损失。由于晶格热导率减小,Na掺杂及共掺杂样品Na0.04Bi1.96-xGaxTe2.7Se0.3（x=0.04）均使热导率降低。当Na掺杂浓度为0.04时,随着Ga掺杂浓度的增加,热导率呈现递增的现象,Na和Ga共掺杂样品Na0.04Bi1.96-xGaxTe2.7Se0.3（x=0.04）的热电优值获得了较明显的提高,在398K时的最大ZT值为0.75。 展开更多

关键词 共掺杂 Bi2Te2.7Se0.3 电输运性能 热输运性能

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Bi_2Te_3纳米粉末的直流电弧等离子体合成 被引量：3

5

作者 段兴凯 江跃珍 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期731-734,共4页

以单质Bi,Te粉末为原材料,采用直流电弧等离子体蒸发法制备了Bi2Te3纳米粉末。通过XRD,EDS,TEM和SAED分析方法对Bi2Te3粉末的物相结构、成分和形貌进行了表征。Bi2Te3纳米粉末的平均粒径约为35 nm,粉末呈不规则的多面体结构,还有一些薄... 以单质Bi,Te粉末为原材料,采用直流电弧等离子体蒸发法制备了Bi2Te3纳米粉末。通过XRD,EDS,TEM和SAED分析方法对Bi2Te3粉末的物相结构、成分和形貌进行了表征。Bi2Te3纳米粉末的平均粒径约为35 nm,粉末呈不规则的多面体结构,还有一些薄片状和棒状的结构,这与Bi2Te3半导体化合物的高度各向异性是一致的。研究了电弧电流和氩气压力对合成Bi2Te3纳米粉末的粒径和产率的影响,随着电弧电流或氩气气压的增加,粉末的粒径和产率都逐渐增大,但产率的增加并不明显。 展开更多

关键词 BI2TE3 纳米粉末 直流电弧等离子体 热电材料

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膜厚对N型Bi_2Te_(2.85)Se_(0.15)薄膜热电性能的影响

6

作者 段兴凯 江跃珍 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期191-194,245,共5页

采用瞬间蒸发技术沉积了N型Bi2Te2.85Se0.15热电薄膜,沉积的薄膜厚度在50~400nm范围之间,并在473K进行1小时的真空退火处理。利用X射线衍射（XRD）、场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）和能量散射谱（EDS）分别对薄膜的物相结构、表面形貌... 采用瞬间蒸发技术沉积了N型Bi2Te2.85Se0.15热电薄膜,沉积的薄膜厚度在50~400nm范围之间,并在473K进行1小时的真空退火处理。利用X射线衍射（XRD）、场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）和能量散射谱（EDS）分别对薄膜的物相结构、表面形貌以及化学计量比进行表征。XRD分析结果显示,薄膜的主要衍射峰与Bi2Te3和Bi2Se3的标准衍射峰一致,沉积薄膜的最强衍射峰为（015）,退火后,薄膜的最强衍射峰是（006）。采用表面粗糙度测量仪测定薄膜厚度,薄膜的电阻率采用四探针法在室温下进行测量,在室温下对薄膜的Seebeck系数进行表征。测试结果表明,薄膜为N型传导特性。并考察了薄膜厚度对电阻率及Seebeck系数的影响。 展开更多

关键词 Bi2Te2.85Se0.15 薄膜厚度 电阻率 SEEBECK系数 瞬间蒸发法

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瞬时蒸发法制备Bi薄膜的微观结构及电输运性能

7

作者 段兴凯 江跃珍 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期412-414,433,共4页

用瞬时蒸发法在加热到453K的玻璃基体上沉积出了厚度在40-160nm的多晶Bi纳米薄膜。用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微术(FE-SEM)分析了薄膜的相结构和表面形貌。在300-350K研究了薄膜厚度与电阻率的关系,随着薄膜厚度增加,电阻率并... 用瞬时蒸发法在加热到453K的玻璃基体上沉积出了厚度在40-160nm的多晶Bi纳米薄膜。用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微术(FE-SEM)分析了薄膜的相结构和表面形貌。在300-350K研究了薄膜厚度与电阻率的关系,随着薄膜厚度增加,电阻率并不是单调减小;随着温度增加,电阻率减小。温度在300K时,Bi薄膜的电阻率在0.36-0.46mΩ·cm之间变化。随着薄膜厚度的增加,Seebeck系数增加。电子浓度、迁移率与薄膜厚度的关系表明薄膜的电输运性能随薄膜厚度的变化而波动。 展开更多

关键词 铋薄膜 电输运性能 瞬时蒸发

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La填充Ni置换n型Skutterudite热电材料的制备及性能 被引量：1

8

作者 鲍思前 杨君友 +3 位作者 朱文 李守林 樊希安 段兴凯 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期328-330,399,共4页

起始原料使用La、Co、Ni和Sb元素粉末,采用机械合金化(MA)和热压烧结(HP)的方法制备了名义成分为LaxNi0.2Co3.8Sb12(x=0.1,0.3,0.5,0.7)n型填充Skutterudite化合物热电材料,研究了不同La含量对MA-HP成型后的相组成及热电性能的影响。研... 起始原料使用La、Co、Ni和Sb元素粉末,采用机械合金化(MA)和热压烧结(HP)的方法制备了名义成分为LaxNi0.2Co3.8Sb12(x=0.1,0.3,0.5,0.7)n型填充Skutterudite化合物热电材料,研究了不同La含量对MA-HP成型后的相组成及热电性能的影响。研究结果表明,机械合金化10h后的粉末,在650℃热压2h后可得到单相Skutterudite结构化合物;随着La填充分数的增加,晶格常数增大;通过向Skutterudite结构的空隙中填充稀土La原子,能大幅度降低热导率;热电性能研究表明,La0.5Ni0.2Co3.8Sb12在750K左右能得到最大的ZT值0.33。 展开更多

关键词 热电材料 填充Skutterudite 机械合金化 热压

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半导体纳米薄膜热电性能表征技术的研究进展 被引量：1

9

作者 肖承京 杨君友 +3 位作者 朱文 鲍思前 樊希安 段兴凯 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期1-4,共4页

综述了半导体纳米薄膜热电性能表征的方法及相关的技术原理。从平行膜面和垂直膜面两方面对纳米薄膜材料热电性能3种重要参数的表征方法进行了描述;同时简要介绍了能直接测量热电优值的Harman方法的基本原理和操作过程。在此基础上指出... 综述了半导体纳米薄膜热电性能表征的方法及相关的技术原理。从平行膜面和垂直膜面两方面对纳米薄膜材料热电性能3种重要参数的表征方法进行了描述;同时简要介绍了能直接测量热电优值的Harman方法的基本原理和操作过程。在此基础上指出了各方法的优缺点,并提出了今后开发检测装置需努力的方向。 展开更多

关键词 纳米薄膜 热电性能 表征

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Na掺杂P型Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_3块状合金热电性能的研究

10

作者 胡孔刚 段兴凯 +3 位作者 满达虎 丁时锋 张汪年 林伟民 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第22期108-111,共4页

采用真空熔炼（1073 K,8 h）和热压烧结（733 K,1 h）制备了Na掺杂P型Bi0.5 Sb1.5 Te3热电材料,并在293～473 K范围内进行了电导率、塞贝克系数测试.利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）对样品的物相结构和表面形貌进行了表征.... 采用真空熔炼（1073 K,8 h）和热压烧结（733 K,1 h）制备了Na掺杂P型Bi0.5 Sb1.5 Te3热电材料,并在293～473 K范围内进行了电导率、塞贝克系数测试.利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）对样品的物相结构和表面形貌进行了表征.XRD分析表明,真空熔炼合成粉末和热压烧结块体材料的XRD图谱峰与Bi0.5Sb1.5-Te3的标准衍射图谱（01 089-4302）相对应,表明Na元素已经完全固溶到Bi0.5Sb1.5Te3晶体结构中,形成了单相固溶体合金.SEM分析说明,Bi0.Sb1.5xNax Te3热压块体材料在平行和垂直于热压方向的断面上都分布着大量的层片状结构.Na掺杂明显提高了Bi0.5Sb1.5Te3在室温附近的Seebeck系数,但降低了电导率.在实验掺杂浓度范围内,Na掺杂使P型Bi0.5 Sb1.5 Te3块体材料的功率因子均减小. 展开更多

关键词 BI0 5Sb1 5Te3 掺杂 热电性能

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欠电势沉积Bi-Te基体系热电材料的平衡热力学分析

11

作者 朱文 杨君友 +3 位作者 周东祥 鲍思前 樊希安 段兴凯 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期719-722,共4页

基于普通的能斯特方程,建立了单原子层平衡电势的热力学模型.据此,分析了单原子层覆盖度以及电吸附价与欠电势之间的相互关系,获得了沉积物与衬底之间干涉特性.并且分析了Bi-Te基体系欠电势沉积热力学特性.通过对Bi欠电势沉积在几个不... 基于普通的能斯特方程,建立了单原子层平衡电势的热力学模型.据此,分析了单原子层覆盖度以及电吸附价与欠电势之间的相互关系,获得了沉积物与衬底之间干涉特性.并且分析了Bi-Te基体系欠电势沉积热力学特性.通过对Bi欠电势沉积在几个不同的金属衬底体系的分析阐明了功函数随覆盖度的变化机制.研究了铋离子的浓度变化对铋的欠电势及覆盖度的影响关系,结果表明,铋在铂上欠电势沉积的体系在整个欠电势范围内具有恒定的电吸附价,而铋在覆盖了一层碲的铂衬底上欠电势沉积的体系其电吸附价随覆盖度的增加而降低,从热力学理论角度对铋在碲覆盖的衬底上导致欠电势负移的特性给予了解释. 展开更多

关键词 欠电势沉积 热力学 热电材料 Bi-Te基体系

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碲欠电位沉积于金衬底上碲离子浓度和扫描速率对欠电位的影响

12

作者 朱文 杨君友 +2 位作者 周东祥 肖承京 段兴凯 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期633-636,共4页

研究了碲欠电位沉积于金衬底表面体系中碲离子浓度和扫描速率等关键实验参数对碲欠电位沉积机制及其伏安特性的影响。结果表明,碲沉积在金表面的伏安特性依赖于使用的碲离子浓度,金属离子浓度的变化可能会影响到欠电位沉积过程的动力学... 研究了碲欠电位沉积于金衬底表面体系中碲离子浓度和扫描速率等关键实验参数对碲欠电位沉积机制及其伏安特性的影响。结果表明,碲沉积在金表面的伏安特性依赖于使用的碲离子浓度,金属离子浓度的变化可能会影响到欠电位沉积过程的动力学机制。循环伏安实验结果表明,碲欠电位峰的电流与扫描速率的2/3次方呈线性关系。证实碲欠电位沉积于金衬底上遵循的是二维形核和生长机制。 展开更多

关键词 电化学原子层外延 欠电位沉积 碲 热电材料

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电弧等离子体法在纳米材料制备中的应用 被引量：8

13

作者 钟炜 杨君友 +3 位作者 段兴凯 朱文 樊希安 鲍思前 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第F05期14-16,共3页

电弧等离子体法可广泛用于多种纳米粉末、纳米管及纳米薄膜的制备。介绍了电弧等离子体法制备纳米材料的基本工作原理及其在制备各种纳米材料的应用,分析了电弧等离子体法的特点与优势,并展望了其发展前景。

关键词 电弧等离子体法 纳米材料 制备技术

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Skutterudite热电材料的最新研究进展 被引量：3

14

作者 胡安徽 杨君友 +2 位作者 鲍思前 樊希安 段兴凯 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期37-39,45,共4页

首先介绍了填充式Skutterudite热电材料在成分优化方面的研究进展,再从组织结构优化以及合成低维Skutterudite材料等几个方面探讨了近年来Skutterudite类热电材料的研究状况和最新进展。

关键词 方钴矿 热电材料 填充限度 低维

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湿化学方法制备纳米Bi_2Te_3系热电材料的研究进展

15

作者 谢振 杨君友 +3 位作者 樊希安 朱文 鲍思前 段兴凯 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第F11期33-35,共3页

热电材料因自身的优点而受到人们的广泛重视,但热电性能普遍不高成为制约其进一步应用的关键。随着热电理论和纳米技术的不断发展,纳米热电材料的研究成为近年来热电领域的一大热点。在分析介绍国内外湿化学方法制备纳米Bi2Te3系热电材... 热电材料因自身的优点而受到人们的广泛重视,但热电性能普遍不高成为制约其进一步应用的关键。随着热电理论和纳米技术的不断发展,纳米热电材料的研究成为近年来热电领域的一大热点。在分析介绍国内外湿化学方法制备纳米Bi2Te3系热电材料研究现状的基础上,指出了各种方法的优缺点,并展望了纳米热电材料的制备及其应用发展趋势。 展开更多

关键词 BI2TE3 湿化学方法 纳米热电材料

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