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宽带隙n-型半导体CuIn_5Se_8的热电性能研究
  • ISSN号:1002-185X
  • 期刊名称:《稀有金属材料与工程》
  • 时间:0
  • 分类:TN304[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]黑龙江工业学院大功率电牵引采煤机重点实验室,鸡西158100, [2]中国矿业大学材料科学与工程学院,徐州221116, [3]宁波工程学院材料学院,宁波315016
  • 相关基金:国家自然科学基金(51171084); 浙江省自然科学基金(LY14E010003); 宁波市自然科学基金(2014A610016)
中文摘要:

GaSb是III-V族系列直接带隙半导体材料,其内部的缺陷性质对调控材料的热电性能具有重要作用。研究发现,在GaSb中掺杂Pb后材料内部产生了大量的反结构受主缺陷Pb-Sb及施主缺陷Pb+Ga,但本征缺陷V3-Ga和Sb2+Ga浓度减少。这些缺陷浓度的变化直接调控了材料的热电输运性能。例如,掺杂0.25%Pb后,室温载流子浓度由未掺杂时的~5.04×1023m-3突增到9.50×1025m-3;在867K时,电导率由0.56×104Ω-1·m-1增加到4.82×104Ω-1·m-1;晶格热导率由4.63W·K-1·m-1下降到3.41W·K-1·m-1。最大热电优值(ZT)为0.21,约是未掺杂GaSb最大ZT值的10倍。

英文摘要:

GaSb is one of the defect semiconductor among III-V series compounds with direct band gap,however,its inherent defects remains in debating. The thermoelectric( TE) performance and defects in Pbfree and Pb-doped GaSb-based semiconductors were investigated,and found that the concentrations of newly created antisite defects such as Pb-Sband Pb+Ga,which act as an acceptor and a donor respectively,increase significantly with Pb content increasing,while those of the inherent defects V3-Gaand Sb2 +Gareduce,which directly tailor the transport properties of GaSb-based semiconductors. For example,the carrier concentration( n) at room temperature( RT) enhances remarkably from 5.04 ×1023m- 3for Pb-free GaSb to 9. 59 × 1025m- 3for 0. 25% Pb-containing GaSb,and the electrical conductivity( σ) at 867 K from 0. 56 × 104Ω- 1·m- 1to 4.82 × 104Ω- 1·m- 1,while the lattice thermal conductivity( κL) reduces from 4.63 W·K- 1·m- 1to 3. 41 W·K- 1·m- 1at 867 K. As a consequence,the GaSb sample doped with 0. 25% Pb gives the maximum TE figure of merit( ZT) of 0. 21 at 867 K,which is about 10 times that of Pb-free GaSb.

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期刊信息
  • 《稀有金属材料与工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国有色金属学会 中国材料研究学会 西北有色金属研究院
  • 主编:张平祥
  • 地址:西安市51号信箱
  • 邮编:710016
  • 邮箱:RMME@c-nin.com
  • 电话:029-86231117
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-185X
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1154/TG
  • 邮发代号:52-172
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,中国优秀期刊一等奖,中国有色金属工业优秀期刊1等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,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,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,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),中国北大核心期刊(2000版)
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