SnO的歧化反应对SnTe热电性能的优化

被引：3

作者：

胡慧珊

杨君友

辛集武

李思慧

姜庆辉

机构：

[1] 华中科技大学材料科学与工程学院材料成型与模具技术国家重点实验室

来源：

无机材料学报 | 2019年 / 34卷 / 03期

关键词：

SnTe; 歧化反应; 热电性能;

D O I：

暂无

中图分类号：

TB34 [功能材料];

学科分类号：

080501 ;

摘要：

PbTe基化合物是一种热电性能优良的中温区热电材料,但铅的毒性限制了其广泛应用,因此类似化合物SnTe引起了人们关注。但SnTe的载流子浓度较高和晶格热导率较大使其ZT值较低。本研究利用SnO歧化反应对SnTe热电性能实现了协同调控。热压烧结过程中SnO在500℃左右发生歧化反应生成Sn单质和单分散的SnO2颗粒,Sn单质作为自掺杂可以填充SnTe中的Sn空位,导致载流子浓度降低:相比于SnTe基体,SnTe-6mol%SnO样品在600℃下的电阻率从6.5增大到10.5???m, Seebeck系数从105增大到146?V?K?1。同时,原位反应生成的SnO2第二相单分散于晶界处,多尺度散射声子传播而降低晶格热导率,SnTe-6mol%SnO样品晶格热导率在600℃下仅为0.6 W?m?1?K?1,相比于基体下降了33%左右,从而使SnTe体系的热电性能得到明显提高。最终,当SnO加入量为6mol%时,样品在600℃下的ZT值～1,相比于基体提升了一倍左右。

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页码：315 / 320

页数：6

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赵新兵 .

材料科学与工程, 1999, (04) :55-59

[2] 氧化亚锡歧化还原动力学和二氧化锡还原机理 [J].

陶东平 ;

杨显万 .

中国有色金属学报, 1998, (01) :129-133

[3] Beneficial Contribution of Alloy Disorder to Electron and Phonon Transport in Half-Heusler Thermoelectric Materials [J].

Xie, Hanhui ;

Wang, Heng ;

Pei, Yanzhong ;

Fu, Chenguang ;

Liu, Xiaohua ;

Snyder, G. Jeffrey ;

Zhao, Xinbing ;

Zhu, Tiejun .

ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS, 2013, 23 (41) :5123-5130

[4] High thermoelectric performance by resonant dopant indium in nanostructured SnTe [J].

Zhang, Qian ;

Liao, Bolin ;

Lan, Yucheng ;

Lukas, Kevin ;

Liu, Weishu ;

Esfarjani, Keivan ;

Opeil, Cyril ;

Broido, David ;

Chen, Gang ;

Ren, Zhifeng .

PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA, 2013, 110 (33) :13261-13266

[5]

Bulk Nanostructured Thermoelectric Materials: Preparation, Structure and Properties[J] . Zhu,Tie-Jun,Cao,Yi-Qi,Zhang,Qian,Zhao,Xin-Bing. Journal of Electronic Materials . 2010 (9)

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Yu, Cui ;

Zhu, Tie-Jun ;

Shi, Rui-Zhi ;

Zhang, Yun ;

Zhao, Xin-Bing ;

He, Jian .

ACTA MATERIALIA, 2009, 57 (09) :2757-2764

[7] Tin telluride based thermoelectrical alloys [J].

Vedeneev, VP ;

Krivoruchko, SP ;

Sabo, EP .

SEMICONDUCTORS, 1998, 32 (03) :241-244

[8]

RELATIVISTIC BAND STRUCTURE OF GeTe, SnTe, PbTe, PbSe, AND PbS[J] . Frank HERMAN,Richard L. KORTUM,Irene B. ORTENBURGER,John P. VAN DYKE. Le Journal de Physique Colloques . 1968 (C4)

[9]

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