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基金项目:
国家自然科学基金资助项目(51775366,51875387,52072104)；山西省科学基金资助项目(201801D121017,201901D1111116)
分类号:
O472
DOI:
10.16355/j.cnki.issn1007-9432tyut.2023.02.005
期刊号:
2023,54(02)
收稿日期:
修回日期:
| 通讯作者 | 单位 |
| 樊文浩 | 太原理工大学物理与光电工程学院 |
摘要:
Mg3Sb2
材料是优秀的中温区热电材料，具有极低的热导率，然而其载流子浓度偏低。通过机械合金化法结合放电等离子烧结(SPS)技术制备n型Mg3.2Y0.05Sb1.5Bi0.5Teδ样品，并研究了其热电传输性能。结果表明阴离子位掺杂元素Te可以进一步提高阳离子位掺杂的Mg3.2Y0.05Sb1.5Bi0.5材料的载流子浓度。载流子浓度从5.02×1019 cm-3增加到9.76×1019 cm-3，接近理论预测的最佳值，同时功率因子也从10.89μW·K-2·cm-1提高到15μW·K-2·cm-1.此外，Te元素进入晶格后，材料的晶格热导率也有大幅的降低，从0.92 W·m-1·K-1降低到0.68 W·m-1·K-1.载流子浓度最高的样品在750 K时zT峰值可达1.6，在300~750 K温度范围内的平均zT值可达1.0.本工作证明阳离子和阴离子位共同掺杂对Mg3Sb1.5Bi0.5载流子浓度提高的效果优于单阳离子或单阴离子位掺杂，该掺杂方法有望应用到其它的热电材料性能的优化中。
关键字:
Mg3Sb2；载流子浓度；Te元素；n型半导体；热电性能;