高性能テロリウムフリー熱電学:p型PbSe-MSeシステムの全スケールの階層構造化 (M = Ca, Sr, Ba)
Yeseul Lee1, Shih-Han Lo, John Androulakis
1Department of Chemistry, Northwestern University , Evanston, Illinois 60208, United States.
Journal of the American Chemical Society
|March 26, 2013
まとめ
埋め込まれた金属セレニド (MSe) フェーズを持つナノ構造のナトリウムドーピングされた鉛セレニド (PbSe) は,熱電特性強化を示しています. この材料の設計により,熱伝導性が著しく低下し,ピークメリット (ZT) が約1.3.3に達します.
科学分野:
- 材料科学 材料科学とは
- 固体物理 固体物理学
- ナノテクノロジー ナノテクノロジー
背景:
- 鉛セレニド (PbSe) は有望な熱電気材料である.
- 熱電性能を向上させるには,熱伝導性を低下させながら,優れた電気性能を維持する必要があります.
研究 の 目的:
- MSe (M = Ca, Sr, Ba) フェーズを埋め込んだナノ構造化Na-ドーピングPbSeの熱電性能を調査する.
- 階層的なアーキテクチャが熱および電気輸送にどのように影響するかを理解する.
主な方法:
- 粉末加工およびメソスケール粒子の作成のためのスパークプラズマシンターリング.
- 伝送電子顕微鏡は,原子,ナノスケール,およびメソスケール構造を特徴付けるためのものです.
- 熱伝導性と功率因子を含む熱電性能の測定.
主要な成果:
- 階層的なアーキテクチャ (Na/M固体溶液,MSeナノプレシピテート,粒) が成功裏に製造されました.
- MSeフェーズが組み込まれているため,ラットスの熱伝導性は ~29%まで低下しました.
- 最も高い値であるメリット (ZT) は,2%のSrSeと3%のBaSeを含むサンプルの923Kで約1.3に達しました.
結論:
- 階層的なナノ構造化は,Na-ドーピングされたPbSe.で格子熱伝導性を効果的に減少させます.
- 埋め込まれたMSeフェーズは,複数の長さスケールにわたってフォノン分散センターとして機能します.
- 最適化されたサンプルは,フォノン散乱と有利な電荷輸送の組み合わせにより,優れた熱電気性能を示す.
