在高压和高温下制备高性能Mn-Doped SnTe材料
Zelin Liu1, Zhili Guo1, Le Deng1
1Department of Material Science and Engineering, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022, China.
Inorganic chemistry
|March 13, 2024
概括
这项研究通过 (Mn) 和高压合成来提高锡化 (SnTe) 的热电性能. 优化的SnTe实现了1.1的热电功率 (zT) 峰值,提高了其能量转换潜力.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态物理 固态物理
- 能源转换 能源转换
背景情况:
- 锡化物 (SnTe) 是一种用于中温应用的环保热电材料.
- 其实际使用受到低功率因子 (PF) 和高晶格导热率的阻碍.
- (Mn) 兴奋剂可以诱导波段收,可能改善热电性质.
研究的目的:
- 通过Mn兴奋剂和高压合成优化SnTe的热电性能.
- 研究胺兴奋剂和微观结构修饰对SnTe热电特性的影响.
- 为了在SnTe中实现增强的功率因子和降低格子导热率.
主要方法:
- 采用高压和高温 (HPHT) 合成,用于快速样品制备 (30分钟周期).
- 使用Mn兴奋剂来诱导SnTe中的带收.
- 分析了微观结构特征,包括粒度边界,粒度大小,缺陷和孔隙结构.
主要成果:
- 在775K下,Sn0.93Mn0.10Te.Te的最大功率系数 (PF) 达到34.00μW cm-1K-2.
- 由于微观结构的修改,Sn0.92Mn0.11Te的晶格导热率在625 K处降至最低0.45 W m-1 K-1 Sn0.92Mn0.11Te.
- 在775K时获得了1.1的峰值热电功率 (zT),Sn0.92Mn0.11Te的平均zT为0.63 (300875K).
结论:
- 胺和微观结构修改的协同效应显著提高了SnTe的热电传输性能.
- 通过控制微观结构,HPHT合成有效地优化了SnTe用于热电应用.
- 开发的Mn-doped SnTe显示了高效的热电能转换的有希望的潜力.
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