在Cd和Codoped多晶SnSe中实现高同位素值
Xinqi Huang1, Yaru Gong1, Yuqi Liu1
1National Key Laboratory of Advanced Casting Technologies, MIIT Key Laboratory of Advanced Metallic and Intermetallic Materials Technology, Engineering Research Center of Materials Behavior and Design, Ministry of Education, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China.
ACS applied materials & interfaces
|April 9, 2024
概括
这项研究引入了一种创建先进热电材料的新方法. 通过将 (Cd) 和 (In) 合在锡化物 (SnSe) 中,研究人员在热电性能上取得了显著的改善.
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:
- 锡化 (SnSe) 是一个有前途的热电材料,但其效率低,热性能异型.
- 优化热电性能需要采取降低热导率和增强电传输性能的策略.
研究的目的:
- 开发一种基于SnSe的新型热电材料,具有增强的性能和同位热特性.
- 调查 (Cd) 和 (In) 配合对SnSe的微观结构和热电特性的影响.
主要方法:
- 用水热合成制备SnSe粉末,其花形态类似于纳米.
- 使用火花等离子烧结 (SPS) 巩固了杂的SnSe粉末.
- 进行了微结构特征和热电性质测量 (热导率,电导率,西贝克系数).
主要成果:
- 合成的SnSe呈现出一个多层次的微观结构,其中包括纳米晶体形状的颗粒,位移,堆叠断层和纳米沉,导致超低的导热率 (0.15 W m-1 K-1).
- Cd和In的配合协同改善了电导率和Seebeck系数,提高了功率因子.
- 该Sn$_{0.94}$Cd$_{0.03}$In$_{0.03}$Se组合达到1.50,这是比纯SnSe.Se提高87.5%的峰值值 (ZT).
- 该材料表现出异型ZT值,克服了多晶SnSe.的典型异型性.
结论:
- 与受控微结构工程相结合的Cd和In配合是一种有效的策略,可以提高SnSe的热电性能.
- 开发的材料显示出因其高ZT和同位素特性而具有高效的热电能转换潜力.
- 这项工作通过结构修改为设计高性能热电材料提供了新的途径.
