Mg3Sb2,载流子浓度,Te元素,n型半导体,热电性能"/>
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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
Te和Y共掺杂提高n-Mg3.2Sb1.5Bi0.5热电性能的研究
  • 作者

    强宇康泽鹏陈少平樊文浩

  • 单位

    太原理工大学物理与光电工程学院太原理工大学材料科学与工程学院

  • 摘要
    Mg3Sb2材料是优秀的中温区热电材料,具有极低的热导率,然而其载流子浓度偏低。通过机械合金化法结合放电等离子烧结(SPS)技术制备n型Mg3.2Y0.05Sb1.5Bi0.5Teδ样品,并研究了其热电传输性能。结果表明阴离子位掺杂元素Te可以进一步提高阳离子位掺杂的Mg3.2Y0.05Sb1.5Bi0.5材料的载流子浓度。载流子浓度从5.02×1019 cm-3增加到9.76×1019 cm-3,接近理论预测的最佳值,同时功率因子也从10.89μW·K-2·cm-1提高到15μW·K-2·cm-1.此外,Te元素进入晶格后,材料的晶格热导率也有大幅的降低,从0.92 W·m-1·K-1降低到0.68 W·m-1·K-1.载流子浓度最高的样品在750 K时zT峰值可达1.6,在300~750 K温度范围内的平均zT值可达1.0.本工作证明阳离子和阴离子位共同掺杂对Mg3Sb1.5Bi0.5载流子浓度提高的效果优于单阳离子或单阴离子位掺杂,该掺杂方法有望应用到其它的热电材料性能的优化中。
  • 关键词

    Mg3Sb2" data-show="keyboard">3Sb2"name="keyword">Mg3Sb2载流子浓度Te元素n型半导体热电性能

  • 基金项目(Foundation)
    国家自然科学基金资助项目(51775366,51875387,52072104);山西省科学基金资助项目(201801D121017,201901D1111116);
  • 文章目录
    1 实验方法
    2 结果与讨论
    2.1 样品的微观结构和组成
    2.2 热电性能表征
    2.3 SPB模型
    3 结论
  • 引用格式
    强宇,康泽鹏,陈少平,樊文浩.Te和Y共掺杂提高n-Mg_(3.2)Sb_(1.5)Bi_(0.5)热电性能的研究[J].太原理工大学学报,2023,54(02):257-263.DOI:10.16355/j.cnki.issn1007-9432tyut.2023.02.005.
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