载体度优化在溶液中培养的Y和Pb编的SnSe纳米棒中提供高热电性能

科学领域:

• 材料科学
• 固态物理
• 纳米技术

背景情况:

• 锡化物 (SnSe) 是一个有前途的热电材料,但其效率受到高晶格导热率的限制.
• 为了提高热电性能,制定降低热导率的策略,同时保持良好的电性能至关重要.

研究的目的:

• 使用成本效益高的水热方法制造Pb/Y配套的SnSe纳米棒.
• 研究纳米结构工程和编码对声子散射和热电特性的影响.
• 在SnSe中实现高热电功率 (ZT).

主要方法:

• 底向上的水热合成Pb/Y配套的SnSe纳米棒.
• 纳米基结构,粒度边界,纳米沉和脱位网络的表征.
• 在高温下测量网格热导率 (κ_L),电导率和功率因子.

主要成果:

• 具有高密度颗粒边界的纳米基结构有效地将晶格导热率降低到0.157 W m-1 K-1 在873 K.
• 增加了载体度和电导率.
• 在Sn_0.985Pb_0.01Y_0.005Se纳米棒中,达到1.74的最高热电值.

结论:

• 多尺度结构特征,包括粒度边界和纳米沉物,在所有频率上协同阻碍声子传输.
• 代可以优化载体和声子的传输,从而显著提高热电性能.
• 这项研究表明了先进的兴奋剂策略和高性能多晶SnSe的结构设计的潜力.