【摘 要】
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本论文主要以SnSe、Bi2Se3和Bi2Te2.7Se0.3这三种硒化合物为研究对象,以优化和提高其热电性能为目标。通过对材料进行掺杂、纳米化或引入纳米第二相形成复合材料来提高材料的
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本论文主要以SnSe、Bi2Se3和Bi2Te2.7Se0.3这三种硒化合物为研究对象,以优化和提高其热电性能为目标。通过对材料进行掺杂、纳米化或引入纳米第二相形成复合材料来提高材料的热电优值,主要研究结果包含以下几个方面:对于SnSe研究了热压温度及Zn在Sn位的掺杂对多晶SnSe的热电性能的影响。改变热压温度优化了载流子浓度,使多晶SnSe在热压温度为400℃和450℃最大ZT值达到0.73;多晶SnSe通过锌（Zn）掺杂,由于高温处电导和热电势同时提高,致使材料在873K的ZT值高达0.96,比纯SnSe（ZT = 0.68）提高了约40%;将纳米炭黑和PbTe分别引入多晶SnSe中,适量炭黑的引入提高材料的高温电导率,而PbTe的引入不仅提高电导率同时降低热导,纳米复合材料的ZT分别达到1.21和1.26。对于Bi2Se3多晶材料,通过研究发现重复测量可以提高其热电性能。对于垂直和平行热压方向的样品分别在重复测量之后,最大热电优值ZT从0.4和0.25分别增加到0.62和0.35。ZT值的提升主要是由于随着测试次数增加载流子的迁移率显著增加。此外,在第三次测量中观察到垂直于热压方向电阻率和Seebeck系数表现出了拓扑金属传导行为,证明了各向异性的多晶Bi2Se3的拓扑金属性导电。对于Bi2Te2.7Se0.3,研磨导致纳米化可使Bi2Te2.7Se0.3的热导率有效降低,从而ZT值在373K时达到1;在Bi2Te2 7Se0.3中复合了 InSb纳米颗粒,发现InSb纳米粒子的复合可有效降低热导,材料高的功率因子保持不变,致使ZT值在323K时达到1.2。
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