在CaMg2Bi2-基于材料的热电性能增强机制与不同的阴离子位多
Muchun Guo1, Ming Liu2, Jianbo Zhu2
1School of Materials Science and Engineering, Xihua University, Chengdu, 610039, China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|September 10, 2023
概括
用对CaMg2Bi2进行合,通过优化电荷载体度和降低热导率来提高热电性能. 这导致竞争优势指数 (ZT) 为1.1在823K.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态物理 固态物理
- 化学 化学 化学
背景情况:
- 化学键极大地影响固体中的电子和声子运输.
- 优化热电材料需要精心定制化学结合.
- CaMg2Bi2,一个Zintl相化合物,表现出离子和共价键的特征.
研究的目的:
- 研究 (Zn) 兴奋剂对CaMg2Bi2.2.的热电特性的影响.
- 了解 Zn 替代如何影响离子和共价键,载体度和热导率.
- 在改造的CaMg2Bi2系统中实现高功率 (ZT).
主要方法:
- 密度函数理论 (DFT) 的计算被用来模拟 Zn 的兴奋剂效应.
- 对结合,电子带结构和声子分散的变化进行分析.
- 通过对Zn,Na和Ba进行兴奋剂的实验验证,随后进行热电性质测量.
主要成果:
- 在Ca和Mg位点的Zn兴奋剂分别削弱了离子和共价键.
- 这两种兴奋剂都增加了载体度和密度状态有效质量,Ca位点上的Zn产生了更高的载体度.
- 兴奋剂诱导的点缺陷和改变的声子分散显著降低了网格导热性.
- 在Zn-doped Ca样本中,在823K时获得了Zintl相热电材料,其功率值 (ZT) 为1.1
结论:
- 通过兴奋剂来定制化学键是一种有效的策略,可以增强热电特性.
- 在CaMg2Bi2中对进行注,为提高热电效率提供了一个有前途的途径.
- 取得的ZT值证明了1-2-2 Zintl相材料在热电应用中的潜力.
