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铜/锑共掺杂调控锗碲基合金载流子浓度及热电性能并实现超低晶格热导率
摘要: 原始GeTe材料展现出良好的热电性能,但受限于Ge空位导致的高载流子浓度(nH)和热导率。本研究选择Cu/Sb作为共掺杂剂以抑制高nH并降低热导率,在此条件下,本文提出的Ge0.85Te(CuSb)0.075体系在773K下获得了约1.62的优异zT值。结果表明:随着掺杂浓度增加,由于nH降至约1×102? cm?3,功率因子随之提升;同时总热导率也从约7.4 W m?1 K?1降至约1.59 W m?1 K?1,这源于超低的晶格热导率——其中晶界和点缺陷的多重散射机制对不同频率声子产生差异化分散作用。本研究发现结合了热学与电子策略,为开发无铅热电材料奠定了基础。
关键词: 多散射机制,铜/锑共掺杂锗碲,热电材料,超低晶格热导率,zT值,载流子浓度,塞贝克系数
更新于2025-11-14 17:03:37
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[2018年IEEE国际未来电子器件会议(IMFEDK)-日本京都(2018.6.21-2018.6.22)] 2018年IEEE国际未来电子器件会议(IMFEDK)-采用喷雾化学气相沉积法制备的Ga-Sn-O薄膜热电转换器件
摘要: 我们通过喷雾化学气相沉积法制备了一种GTO薄膜热电转换器件。性能最佳的该热电转换器件具有-193[μV/K]的塞贝克系数、6.35[S/cm]的电导率以及0.0179[mW/mK2]的功率因子。
关键词: Ga-Sn-O,塞贝克系数,电导率,喷雾化学气相沉积,功率因子
更新于2025-09-23 15:23:52
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应变诱导的光热电太赫兹探测
摘要: 我们报道了一种通过在单壁碳纳米管(SWNT)薄膜特定区域引入应变来实现太赫兹(THz)探测的设计方案。通过将薄膜中心弯曲产生应变,在应变区域边缘形成的两个光热电结点处测得了显著的太赫兹响应。我们将该太赫兹响应归因于应变导致SWNT薄膜塞贝克系数的提升,从而引发了光热电效应。采用非平衡格林函数方法对SWNT网络进行宏观尺度验证,证实了这种热性能的增强效应。
关键词: 光热电效应、应变、碳纳米管、塞贝克系数、太赫兹探测
更新于2025-09-23 15:21:21
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混合钙钛矿CH3CH2NH3GeI3的结构、电子、光学、热电及热力学性质的计算机模拟:一种新兴的光伏电池材料
摘要: 由于具有高功率转换效率和低成本的特点,甲基铵铅基卤化物(即CH3NH3PbI3)钙钛矿已成为光电器件开发中的创新候选材料。然而,这些材料中的有毒铅元素是其商业化的主要障碍。因此,迫切需要用合适的元素替代铅?;谝绎У奈耷旌下被锔祁芽罂赡苁蔷哂惺实贝丁⒏呶榷ㄐ院臀薅咎匦缘墓夥?PV)吸收材料替代品。本文采用WIEN2k程序中基于密度泛函理论(DFT)的全势增广平面波(FP-LAPW)方法,研究了乙铵锗碘化物(CH3CH2NH3GeI3或EAGeI3)的结构、电子、光学、热电和热力学性质。研究发现EAGeI3具有1.3 eV的直接带隙和超过104 cm-1的高吸收系数,表明其适合作为光伏吸收材料。我们还计算了热电系数随载流子浓度、化学势和温度的变化关系。热力学计算是在准谐近似下进行的。由于这是首次针对光伏应用研究EAGeI3,本研究可能为寻找无毒环保光伏材料的更深入实验和理论研究开辟新途径。
关键词: 吸收系数,塞贝克系数,乙铵基混合钙钛矿,优值系数,带隙
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于纳米材料的可扩展温度传感器沉积技术,用于透明普适电子器件
摘要: 本研究通过柔性基底上的喷涂沉积工艺,对平面半透明热电偶材料进行了对比分析。采用三种不同材料构建此类器件,并研究了喷涂顺序对其最终性能的影响。研究发现,碳纳米管(CNTs)覆盖在银纳米线(AgNWs)上形成的结点具有最高塞贝克系数(50.4 μV/K),但由于CNTs的方阻较高,其功率效率最低。若以能量收集为目的,聚(3,4-乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)与AgNWs的组合最佳,其功率因子达到219 fW/K2。这些结果证明,开发可用于传感或能量收集应用的大规模、低成本热电偶具有可行性。
关键词: 喷雾沉积、热电偶、PEDOT:PSS、碳纳米管、塞贝克系数、银纳米线、能量收集
更新于2025-09-23 15:21:01
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掺硒In<sub>2</sub>Te<sub>3</sub>薄膜的结构与热电性能
摘要: 基于硒碲的硫族化合物展现出相变存储器(PCM)的新特性,在电学非易失性存储器领域具有应用潜力。这些材料也适用于热能向电能的转换,因而作为热电器件在能源可持续性方面备受关注。本研究通过热蒸发法制备了硒掺杂In2Te3薄膜,并在氩气环境中分别于250℃和300℃进行退火处理。X射线衍射光谱显示,热退火使硒掺杂In2Te3发生相变,形成In2Se3与In2Te3的二元相。薄膜表面形貌呈现球形晶粒特征。由于双相共存,退火过程降低了材料的禁带宽度。四探针法和光电导测量表明,非晶态与晶态之间存在数个数量级的电阻率显著差异。在300K至430K温度范围内测得其电阻率、塞贝克系数及功率因子等电输运特性,所有沉积及退火薄膜均呈现n型导电性,塞贝克系数介于-338μV/K至-510μV/K之间。相比原始沉积薄膜,300℃退火样品的热电性能提升25%。此外,低硒掺杂的In2(Te0.96Se0.04)3化合物较In2(Te0.90Se0.1)3组分展现出更优的热电性能。本研究表明硒掺杂In2Te3在相变存储器和热电器件领域均具有多功能应用价值。
关键词: 功率因数、塞贝克系数、相变存储器、X射线衍射、热蒸发、基于硒碲的硫系化合物、电阻、热电器件
更新于2025-09-10 09:29:36
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直接探测原子层沉积Al?O?/ZnO超晶格薄膜的交叉面热性能及其改进的品质因数与交叉面热电发电性能
摘要: 近期人们对半导体超晶格薄膜产生兴趣,因其低维度特性可增强超晶格薄膜界面处的热功率与声子散射。然而由于直接测量塞贝克系数和电导率存在重大困难,目前尚未对这些半导体超晶格薄膜开展包括热导率、塞贝克系数和电导率在内的全横向热电(TE)性能实验研究。我们提出一种创新技术:采用夹层结构——以两个嵌入式加热器作为热源,配合两块铜板电极,直接实现对原子层沉积(ALD)法制备的Al2O3/ZnO超晶格薄膜横向塞贝克系数与电导率的测量。结合具有前景的横向四探针3ω测量法,我们的测量与分析揭示了80至500K温度范围内Al2O3/ZnO超晶格薄膜的全部横向热电特性。本实验方法及所获成果,在理解纳米结构材料(特别是不同温度范围内的半导体超晶格薄膜)中声子与电荷输运机制方面,代表着重要进展。
关键词: 热导率、面外热电性能、塞贝克系数、声子输运、超晶格薄膜、三ω测量法、声子散射
更新于2025-09-09 09:28:46
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[IEEE 2018国际微波与毫米波技术会议(ICMMT)- 中国成都(2018年5月7日-2018年5月11日)] 2018年国际微波与毫米波技术会议(ICMMT)- 无序有机半导体的塞贝克系数
摘要: 塞贝克系数用于描述载流子输运过程,且对态密度形状敏感。但目前有机半导体的态密度尚不明确。部分研究倾向于采用高斯型或指数型态密度。本文提出一种在相同位置具有明确截断尾部的指数型态密度?;贛iller-Abrahams跳跃模型,我们计算了不同温度下初始能量与逃逸能量的变化,分析了电导率对塞贝克系数的依赖关系,并通过特定位置截断尾部的指数型态密度(EC DOS)比较了不同温度下无序度(δ)和能量无序对塞贝克系数的影响。
关键词: 态密度、塞贝克系数、有机半导体、指数型态密度、米勒-亚伯拉罕跳跃模型
更新于2025-09-09 09:28:46
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半导体碳纳米管中的双极热电效应:基于一维狄拉克电子的描述
摘要: 基于线性响应理论与热格林函数方法,研究了半导体单壁碳纳米管(SWCNTs)中的热电效应。研究表明,最低导带底和最高价带顶附近的电子态可有效描述为一维(1D)狄拉克电子,并据此建立了描述热电响应的理论方案,从而能够研究带间杂质散射和带隙态的影响。利用该方案,解释了近期实验中观察到的半导体SWCNTs双极热电效应(即塞贝克系数符号反转)。此外,阐明了低温下半导体SWCNTs塞贝克系数的温度依赖性。
关键词: 热格林函数方法、塞贝克系数、线性响应理论、狄拉克电子、半导体单壁碳纳米管、热电效应
更新于2025-09-04 15:30:14