在多层金属化物热电 CaCuPP 中的合金和兴奋剂控制
Robert J Quinn1, Rajan Biswas2, Jan-Willem G Bos2
1Institute of Chemical Sciences, School of Engineering and Physical Sciences, Heriot-Watt University, Edinburgh EH14 4AS, U.K.
ACS applied electronic materials
|June 3, 2024
概括
研究人员探索调整铜化物 (CaCuP) 的热电特性. 合金和石化调整改善了性能,在873K时达到接近0.6的优点 (zT) 值.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态物理 固态物理
- 热电材料 热电材料
背景情况:
- 铜化物 (CaCuP) 是一个有前途的低成本,低密度的热电材料.
- 之前的研究在792 K.取得了0.5的优点 (zT) 值.
- 性能受到高晶格导热率和内在p型兴奋剂的限制.
研究的目的:
- 研究提高CaCuP的热电性能的方法.
- 通过同合金和石化计控制来探索热和电子性.
主要方法:
- 用 (As) 与CaCuP的同质合金形成CaCuP1-xAsx固体溶液系列.
- 阶段边界映射通过偏离1:1:1的静电测量来控制兴奋剂水平.
- 使用单个抛物线带近似计算洛伦兹数的计算.
主要成果:
- 具有As的同价合金减少了晶格导热性,但增加了p型兴奋剂,阻碍了zT的改进.
- 阶段边界映射显示,增加p型兴奋剂比减少更可行.
- 计算表明了高度杂的样本中的多频段行为,解释了不现实的洛伦兹数预测.
- 最好的热电性能,zT在873K接近0.6,是用CaCuP和轻微丰富的CaCu1.02P实现的.
结论:
- 与As的同等合并对于改善CaCuP的热电功率来说是无效的.
- 软体测量控制为调整CaCuP中的兴奋剂水平提供了一个可行的途径.
- 优化的CaCuP组成表明了高效的热电能转换的潜力.
