高性能无热电:p型PbSe-MSe系统的全规模层次结构 (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
概括
纳米结构的化化 (PbSe) 与嵌入的金属化 (MSe) 阶段显示了增强的热电特性. 这种材料设计显著降低了导热率,达到高峰值值 (ZT) ~1.3.3.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态物理 固态物理
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 化 (PbSe) 是一个有前途的热电材料.
- 提高热电性能需要降低导热率,同时保持良好的电性能.
研究的目的:
- 为了研究纳米结构化Na-doped PbSe与嵌入的MSe (M = Ca, Sr, Ba) 阶段的热电特性.
- 了解等级架构如何影响热和电运输.
主要方法:
- 燃烧等离子烧结用于粉末加工和制造中等层粒.
- 传输电子显微镜用于表征原子,纳米和中等层结构.
- 测量热电性质,包括导热率和功率系数.
主要成果:
- 层次结构 (Na/M固体溶液,MSe纳米沉,颗粒) 已经成功地制造出来.
- 由于嵌入的 MSe 阶段,格子的导热率降低了高达 ~29%.
- 含有2%SrSe和3%BaSe的样品的最高功率 (ZT) 达到了1.3~923K.
结论:
- 层次纳米结构有效地降低了纳米合PbSe.Na的晶格导热率.
- 嵌入的MSE相作为多个长度尺度的声子散射中心.
- 优化的样本表现出优异的热电性能,这是由于相结合的声子散射和有利的电荷传输.
