超低导热率和改善热电性能在加的GeTeTe
Zhengtang Cai1,2, Kaipeng Zheng1,2, Chun Ma1,2
1School of Physics and Materials Science, Guangzhou University, Guangzhou 510006, China.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|April 26, 2024
概括
在 Telluride (GeTe) 中的兴奋剂通过增加功率因子和降低导热率来提高热电性能. 这使得功率 (ZT) 的数字显著增加,使W-doped GeTe成为热电应用的有希望的材料.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态物理 固态物理
- 热电学是一种热电学.
背景情况:
- Telluride (GeTe) 是一种具有良好的Seebeck系数和功率因子的p型IV-VI热电材料.
- 然而,GeTe的热传输性能不佳,并存在环境问题.
- 探索 (W) 兴奋剂以提高GeTe.Te的热电性能.
研究的目的:
- 调查W兴奋剂对GeTe.Te的热电特性的影响.
- 为了优化功率系数,西贝克系数和导热率.
- 为了提高GeTe.Te的整体热电功率 (ZT) 值.
主要方法:
- 合成具有不同W度的Ge$_{1-x}$W$_x$Te样本 (x = 0到0.03).
- 结构性,电气性和热传输性能的表征.
- 分析W兴奋剂对电荷载体度和晶格导热率的影响.
主要成果:
- 随着兴奋剂的引入,高价值状态的原子增加了电荷载体,并将功率因子提高到43μW cm$^{-1}$ K$^{-2}$的峰值.
- 由于W诱导的缺陷和晶体扭曲,格子的导热率显著降低到~0.14 W m$^{-1}$ K$^{-1}$.
- 峰值ZT值达到了~0.99的Ge$_{0.995}$W$_{0.005}$Te在673K,平均ZT为0.76 (573-723K),比原始GeTe增加了17%.
结论:
- W 兴奋剂有效地提高了 GeTe.Te 的热电性能.
- 同时优化功率因子和降低导热率,从而提高了ZT值.
- 用W-doped的GeTe为开发高效的热电材料提供了一个有前途的途径.
