基于GeTe的热电材料的高性能源于Bi2Te3合剂的产生
Di Wu1, Li-Dong Zhao, Shiqiang Hao
1Department of Physics, South University of Science and Technology of China , Shenzhen 518055, P. R. China.
Journal of the American Chemical Society
|July 30, 2014
概括
研究人员通过添加 bismuth telluride 在无 GeTe 合金中达到高热电功率 (ZT) ~1.9 在 773 K 时. 这种添加减少了导热率,并通过独特的带结构效应增强了热力.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态物理 固态物理
- 热电能转换热电能转换
背景情况:
- 无德 Telluride (GeTe) 是一个有前途的热电材料.
- 之前的研究通过兴奋剂和合金实现了靠近统一的优点 (ZT).
研究的目的:
- 在基于GeTe的材料中实现显著更高的ZT.
- 调查甲化物 (Bi2Te3) 添加在增强热电性质中的作用.
主要方法:
- 合成和表征Ge0.87Pb0.13Te与3mol%Bi2Te3的添加.
- 密度函数理论 (DFT) 计算来分析电子带结构.
- 传输电子显微镜 (TEM) 和晶体组理论用于微观结构分析.
- 使用三带 (L + Σ + C) 模型进行分析.
主要成果:
- 在773K时,达到了高ZT~1.9的高ZT.
- Bi2Te3 增强了 PbTe 在 GeTe 中的溶解性,降低了导热性.
- Bi2Te3 激活了来自 Σ 价值带的电荷传输的较高分数,增强了热力.
- 复杂的微观结构,包括形双体结构,有助于降低热和电导率.
结论:
- 石化物添加是一种有效的策略,可以显著提高GeTe的热电性能.
- 观察到的改善归因于热导率降低和热功率增强的组合.
- 该研究强调了理解带结构和微结构对于优化热电材料的重要性.


