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稳定立方相结构的n型无铅AgBiSe_(2)基热电材料
被引量：
3
1
作者
王姝灵
蒋蒙
+1 位作者
王连军
江莞
《无机材料学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第7期807-814,共8页
n型AgBiSe_(2)基化合物的晶格热导率低,是一种很有潜力的高性能热电材料。然而,本征AgBiSe_(2)化合物在300~700 K之间存在两次相变,使其应用受限。因此,获得具有稳定结构的AgBiSe_(2)基化合物,并优化热电性能至关重要。本研究选择无铅的...
n型AgBiSe_(2)基化合物的晶格热导率低,是一种很有潜力的高性能热电材料。然而,本征AgBiSe_(2)化合物在300~700 K之间存在两次相变,使其应用受限。因此,获得具有稳定结构的AgBiSe_(2)基化合物,并优化热电性能至关重要。本研究选择无铅的IV-VI族化合物SnTe与AgBiSe_(2)进行合金化,制备了(AgBiSe_(2))_(1-x)(SnTe)x(x=0.10~0.30)化合物。引入SnTe降低了AgBiSe_(2)立方相的相变温度,还有效抑制其发生可逆相变,得到了稳定的立方相(AgBiSe_(2))_(0.75)(SnTe)_(0.25)材料。SnTe引起晶格中原子高度无序分布,导致室温下晶格热导率从0.76 W·m^(–1)·K^(–1)(x=0.10)降低到0.51 W·m^(–1)·K^(–1)(x=0.30)。进一步Ag位掺杂Nb元素,可以提升载流子浓度,增加该体系((Ag1-yNbyBiSe_(2))0.75(SnTe)0.25化合物)的有效质量,大幅度提升电性能。室温下电导率由77.7 S·cm^(–1)(基体)增大到158.1 S·cm^(–1)(y=0.02)。同时,材料中的杂质点缺陷也逐步增加,高温下缺陷散射进一步降低晶格热导率。在700 K时,晶格热导率由0.56 W·m^(–1)·K^(–1)(未掺杂)降低至0.43 W·m^(–1)·K^(–1)(y=0.04),最终获得了立方相结构稳定的(Ag_(0.98)Nb_(0.02)BiSe_(2))_(0.75)(SnTe)_(0.25)材料,650 K的ZT达到0.32。上述研究结果表明,(AgBiSe_(2))_(0.75)(SnTe)_(0.25)化合物是一种具有低晶格热导率和稳定立方相结构的n型热电材料。本研究为高性能相变热电材料的晶体结构调控提出了新解决方案,有助于进一步推动其应用发展。
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关键词
agbise
_(
2
)基化合物
晶格热导率
立方相
Nb掺杂
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职称材料
题名
稳定立方相结构的n型无铅AgBiSe_(2)基热电材料
被引量：
3
1
作者
王姝灵
蒋蒙
王连军
江莞
机构
东华大学材料科学与工程学院
东华大学功能材料研究中心
出处
《无机材料学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第7期807-814,共8页
基金
国家自然科学基金(51871053,52174343)。
文摘
n型AgBiSe_(2)基化合物的晶格热导率低,是一种很有潜力的高性能热电材料。然而,本征AgBiSe_(2)化合物在300~700 K之间存在两次相变,使其应用受限。因此,获得具有稳定结构的AgBiSe_(2)基化合物,并优化热电性能至关重要。本研究选择无铅的IV-VI族化合物SnTe与AgBiSe_(2)进行合金化,制备了(AgBiSe_(2))_(1-x)(SnTe)x(x=0.10~0.30)化合物。引入SnTe降低了AgBiSe_(2)立方相的相变温度,还有效抑制其发生可逆相变,得到了稳定的立方相(AgBiSe_(2))_(0.75)(SnTe)_(0.25)材料。SnTe引起晶格中原子高度无序分布,导致室温下晶格热导率从0.76 W·m^(–1)·K^(–1)(x=0.10)降低到0.51 W·m^(–1)·K^(–1)(x=0.30)。进一步Ag位掺杂Nb元素,可以提升载流子浓度,增加该体系((Ag1-yNbyBiSe_(2))0.75(SnTe)0.25化合物)的有效质量,大幅度提升电性能。室温下电导率由77.7 S·cm^(–1)(基体)增大到158.1 S·cm^(–1)(y=0.02)。同时,材料中的杂质点缺陷也逐步增加,高温下缺陷散射进一步降低晶格热导率。在700 K时,晶格热导率由0.56 W·m^(–1)·K^(–1)(未掺杂)降低至0.43 W·m^(–1)·K^(–1)(y=0.04),最终获得了立方相结构稳定的(Ag_(0.98)Nb_(0.02)BiSe_(2))_(0.75)(SnTe)_(0.25)材料,650 K的ZT达到0.32。上述研究结果表明,(AgBiSe_(2))_(0.75)(SnTe)_(0.25)化合物是一种具有低晶格热导率和稳定立方相结构的n型热电材料。本研究为高性能相变热电材料的晶体结构调控提出了新解决方案,有助于进一步推动其应用发展。
关键词
agbise
_(
2
)基化合物
晶格热导率
立方相
Nb掺杂
Keywords
agbise
_(2)
-based
compound
lattice thermal conductivity
cubic structure
Nb doping
分类号
TQ174 [化学工程—陶瓷工业]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
稳定立方相结构的n型无铅AgBiSe_(2)基热电材料
王姝灵
蒋蒙
王连军
江莞
《无机材料学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
3
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