物理学报
物理學報
물이학보
2008年
6期
3791-3797
,共7页
刘玮书%张波萍%李敬锋%张海龙%赵立东
劉瑋書%張波萍%李敬鋒%張海龍%趙立東
류위서%장파평%리경봉%장해룡%조립동
CoSb3%Ni和Se掺杂%热电性能%耦合散射效应
CoSb3%Ni和Se摻雜%熱電性能%耦閤散射效應
CoSb3%Ni화Se참잡%열전성능%우합산사효응
结合机械合金化与放电等离子烧结工艺制备了Ni和Se共掺的细晶方钴矿化合物Co1-x NixSb3-ySey,研究了晶界和点缺陷的耦合散射效应对CoSb3热电输运特性的影响.通过Ni掺杂优化载流子浓度提高功率因子.在x=0.1时,功率因子达到最大值1750μWm-1K-2(450℃),是没有掺Ni试样的两倍.晶界和点缺陷的耦合散射机理使晶格热导率急剧下降,其中Co0.9Ni0.1Sb2.85Se0.15的室温晶格热导率降低至1.67Wm-1K-1,接近目前单填充效应所能达到的最低值1.6Wm-1K-1,其热电优值ZT在450℃时达到最大值0.53.将Callaway-Von Baeyer点缺陷散射模型嵌入到Nan-Birringer有效介质理论模型,对晶界散射和点缺陷散射的耦合效应对热导率的影响进行了定量分析,模型计算与实验结果符合.理论模型计算表明,当晶粒尺寸下降到50nm同时掺杂引入点缺陷散射后,Co0.9Ni0.1Sb2.85Se0.15的晶格热导率下降到0.8Wm-1K-1.
結閤機械閤金化與放電等離子燒結工藝製備瞭Ni和Se共摻的細晶方鈷礦化閤物Co1-x NixSb3-ySey,研究瞭晶界和點缺陷的耦閤散射效應對CoSb3熱電輸運特性的影響.通過Ni摻雜優化載流子濃度提高功率因子.在x=0.1時,功率因子達到最大值1750μWm-1K-2(450℃),是沒有摻Ni試樣的兩倍.晶界和點缺陷的耦閤散射機理使晶格熱導率急劇下降,其中Co0.9Ni0.1Sb2.85Se0.15的室溫晶格熱導率降低至1.67Wm-1K-1,接近目前單填充效應所能達到的最低值1.6Wm-1K-1,其熱電優值ZT在450℃時達到最大值0.53.將Callaway-Von Baeyer點缺陷散射模型嵌入到Nan-Birringer有效介質理論模型,對晶界散射和點缺陷散射的耦閤效應對熱導率的影響進行瞭定量分析,模型計算與實驗結果符閤.理論模型計算錶明,噹晶粒呎吋下降到50nm同時摻雜引入點缺陷散射後,Co0.9Ni0.1Sb2.85Se0.15的晶格熱導率下降到0.8Wm-1K-1.
결합궤계합금화여방전등리자소결공예제비료Ni화Se공참적세정방고광화합물Co1-x NixSb3-ySey,연구료정계화점결함적우합산사효응대CoSb3열전수운특성적영향.통과Ni참잡우화재류자농도제고공솔인자.재x=0.1시,공솔인자체도최대치1750μWm-1K-2(450℃),시몰유참Ni시양적량배.정계화점결함적우합산사궤리사정격열도솔급극하강,기중Co0.9Ni0.1Sb2.85Se0.15적실온정격열도솔강저지1.67Wm-1K-1,접근목전단전충효응소능체도적최저치1.6Wm-1K-1,기열전우치ZT재450℃시체도최대치0.53.장Callaway-Von Baeyer점결함산사모형감입도Nan-Birringer유효개질이론모형,대정계산사화점결함산사적우합효응대열도솔적영향진행료정량분석,모형계산여실험결과부합.이론모형계산표명,당정립척촌하강도50nm동시참잡인입점결함산사후,Co0.9Ni0.1Sb2.85Se0.15적정격열도솔하강도0.8Wm-1K-1.
