采用固相反应法制备了六方纤锌矿结构Zn_(1-x)Al_xO(0≤x≤0.005)系列多晶,探究了Al掺杂对ZnO多晶的微观形貌和热电输运性质的影响。Al掺杂促使ZnO晶粒长大联结,晶界减少,x=0.005时出现在晶界分布的ZnAl_2O_4尖晶石相。各组分样品经二...采用固相反应法制备了六方纤锌矿结构Zn_(1-x)Al_xO(0≤x≤0.005)系列多晶,探究了Al掺杂对ZnO多晶的微观形貌和热电输运性质的影响。Al掺杂促使ZnO晶粒长大联结,晶界减少,x=0.005时出现在晶界分布的ZnAl_2O_4尖晶石相。各组分样品经二次烧结后,电阻率均比对应组分的一次烧结样品增大1~2个数量级。掺杂后样品由ZnO的半导体行为转变为电阻率显著下降的金属行为,一次烧结样品在x=0.004有最小的室温电阻率~10 mΩ·cm,主要由于掺杂使样品载流子浓度和迁移率显著提高;300~950 K下掺杂样品热电势的绝对值和功率因子均随温度升高而增大,x=0.004时有最大的室温功率因子~0.11 m W/m·K^2。综合得到ZnO中Al掺杂的饱和固溶度在0.004~0.005之间。展开更多
文摘采用固相反应法制备了六方纤锌矿结构Zn_(1-x)Al_xO(0≤x≤0.005)系列多晶,探究了Al掺杂对ZnO多晶的微观形貌和热电输运性质的影响。Al掺杂促使ZnO晶粒长大联结,晶界减少,x=0.005时出现在晶界分布的ZnAl_2O_4尖晶石相。各组分样品经二次烧结后,电阻率均比对应组分的一次烧结样品增大1~2个数量级。掺杂后样品由ZnO的半导体行为转变为电阻率显著下降的金属行为,一次烧结样品在x=0.004有最小的室温电阻率~10 mΩ·cm,主要由于掺杂使样品载流子浓度和迁移率显著提高;300~950 K下掺杂样品热电势的绝对值和功率因子均随温度升高而增大,x=0.004时有最大的室温功率因子~0.11 m W/m·K^2。综合得到ZnO中Al掺杂的饱和固溶度在0.004~0.005之间。
