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Se掺杂量对n型Bi2Te3-xSex微结构及热电性能的影响
  • ISSN号:1000-324X
  • 期刊名称:《无机材料学报》
  • 分类:TN304[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]东华大学纤维材料改性国家重点实验室,上海201620
  • 相关基金:国家自然科学基金(51374078); 上海市科学技术委员会(13JC1400100,12QH1400100)
中文摘要:

通过水热法合成不同Se掺杂量的Bi2Te3-xSex(0≤x≤0.45)纳米粉体,采用放电等离子烧结技术,制备出致密度较高的块体材料。通过X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等测试手段对材料的微结构进行了表征,并重点研究了含有不同Se掺杂量块体材料的显微结构和热电性能。结果表明:Se元素的掺杂使得粉体XRD特征衍射峰向高角度偏移,并且衍射峰出现宽化,晶粒尺寸变小。随着Se掺杂量的增加,块体材料的电导率先增大后减小;Se元素的掺杂有效地降低了材料的热导率,并提高了材料的Seebeck系数。研究结果表明:在整个测试温度区间,所有经过Se掺杂的样品ZT值都高于未掺杂样品。当Se掺杂量为0.3时,样品具有最大的ZT值,平均约为0.51,并在475 K时达到最大值0.57,相比未经Se掺杂的Bi2Te3提高了159%。

英文摘要:

A hydrothermal method combined with a subsequent spark plasma sintering technique was successfully utilized to synthesize selenium (Se) doped bismuth telluride (Bi2Te〉xSex) (0≤x≤0.45). The influence of Se-doping on the composition and morphology of n-type Bi2Te3.xSex was studied by X-ray diffraction, scanning electron microscope and transmission electron microscope. Thermoelectric properties of the as-prepared bulk Bi2Te3.xSex nanocomposites were investigated in detail. Results showed that the grain became finer by the Se-doping. With in- creasing Se doping content, the electrical conductivity of bulk Bi2Te3.xSex increased firstly and then decreased. Se-doping effectively reduced the thermal conductivity and improved the Seebeck coefficient to some extent. Con- sequently, a maximum ZT value of 0.57 was obtained from bulk Bi2Te2.7Se0.3 at 475 K, which was increased by 159% as compared with pure bulk Bi2Te3.

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期刊信息
  • 《无机材料学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院上海硅酸盐所
  • 主编:郭景坤
  • 地址:上海市定西路1295号
  • 邮编:200050
  • 邮箱:wjclxb@mail.sic.ac.cn
  • 电话:021-52411302
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-324X
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1363/TQ
  • 邮发代号:4-504
  • 获奖情况:
  • 获"中国百种杰出学术期刊"称号
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),瑞典开放获取期刊指南,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:21274