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衬底温度对射频磁控溅射SnSe薄膜结构和热电性能的影响
摘要: SnSe是一种潜在的热电材料,但关于其薄膜热电性能的报道较少。本研究采用射频磁控溅射法,以SnSe合金靶材在玻璃衬底上沉积SnSe薄膜,系统研究了衬底温度对薄膜结构与热电性能的影响。结果表明,随着衬底温度升高,薄膜柱状晶粒尺寸增大且表面粗糙度增加。在558 K沉积的薄膜具有优异的结晶质量和化学计量比,在575 K时展现出1.4 μW·cm?1·K?2的最大功率因子。本工作证实了高衬底温度对获得高性能SnSe热电薄膜的关键作用。
关键词: 硒化锡薄膜,溅射法,热电性能
更新于2025-09-23 15:22:29
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磁控溅射沉积的Mo-SnSe多层膜中局域异质结对热电性能的影响
摘要: 通过多步磁控溅射沉积了Mo-SnSe多层薄膜。经退火处理后,通过X射线衍射和拉曼光谱观察到SnSe?和MoSe?等新相。扫描电子显微镜显示SnSe呈现柱状晶粒结构,尺寸为50-100纳米。高分辨透射电镜表明SnSe?分散在柱状晶界处,且柱状晶内部形成了局部MoSe?/SnSe异质结。研究了Mo含量对SnSe薄膜热电性能的影响,在576K时,2.6 at.% Mo掺杂的SnSe薄膜获得最大功率因子0.44 μW cm?1 K?2,高于相同条件下沉积的纯SnSe薄膜。
关键词: 热电性能、异质结、SnSe薄膜、溅射
更新于2025-09-23 15:22:29
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空位缺陷位置对硅纳米线热导率的影响:一项分子动力学研究
摘要: 通过降低热导率可提升硅纳米线(SiNW)的热电优值。本研究采用非平衡分子动力学方法证明:当块体硅晶体加工成硅纳米线时其热导率会大幅下降,而引入空位缺陷能进一步显著降低热导率。研究发现"中心空位缺陷"比"表面空位缺陷"对降低热导的贡献更大。当纳米线中引入2%空位缺陷时,测得最低热导率约为原始硅纳米线的52.1%。通过振动态密度分析揭示了该现象的本质:声子的多种边界散射显著降低了热导率,且空隙导致的较大质量差异也会产生更低的热导数值。这些结果表明引入空位缺陷可增强硅纳米线的热电性能。
关键词: 分子动力学、硅纳米线、热电性能、热导率、空位缺陷
更新于2025-09-23 15:21:21
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DFT方法对InPS?电子结构及K吸收光谱的影响:光学、热电及弹性性质的详细研究
摘要: 通过采用GGA、GGA+U、mBJ和mBJ+U势函数在Kohn-Sham框架下研究了交换关联势对InPS4电子结构的影响。全势APW+lo方法中使用mBJ+U能获得可靠的K吸收谱,其包含几乎全部强度正确的实验峰位。1e w^( )与1e w?( )在0 eV、4 eV、6 eV和9.5 eV处出现显著差异,表明InPS4在这些能级具有强各向异性光学特性。在4 eV处,InPS4的光学吸收在至少4-20 eV宽能范围内具有10^5 cm?1量级的高阶数值。优值系数ZT最高达到约0.8-1。当化学势μ介于0 eV至约1.6 eV时InPS4为p型半导体,而μ约1.6-2.7 eV时则为n型半导体。泊松比等于0.26且B/G@1.75。硫代磷酸铟InPS4具有较低的抗变形能力,其杨氏模量和剪切模量分别为38.47 GPa和15.27 GPa。
关键词: 热电性能、弹性性能、光学性能、第一性原理计算、X射线光谱
更新于2025-09-23 15:19:57
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纳米尺度Cu2-xSe的尺寸效应增强热电性能
摘要: 作为一种极具前景的热电材料,硒化铜因其低成本、地壳储量丰富、环境友好及低热导率等特性引起了研究者的关注。本研究通过简便的一锅溶剂热法制备出粒径可控(从纳米级到介观级)的硒化亚铜(Cu2-xSe)粉末。经放电等离子烧结处理后,纳米级Cu2-xSe块体展现出优异的热电性能:热导率显著降低,塞贝克系数增强,同时电导率得到有效抑制。在873K温度下,纳米级Cu2-xSe的优值系数(ZT)高达~1.51,约为介观级Cu2-xSe的2.67倍。该研究证实尺寸效应可有效提升热电性能。
关键词: 尺寸效应、溶剂热法、热电性能、硒化铜、纳米尺度
更新于2025-09-23 06:59:33
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通过合理缺陷工程实现CuInTe?固溶体中zT = 1.1
摘要: 本研究报道了CuInTe2?In2Te3和Cu0.85Ag0.15InTe2?In2Te3固溶体的合成与热电性能。结合模型拟合的实验结果表明:通过与阳离子-阴离子比例更小的化合物形成固溶体所产生的阳离子空位,能有效散射高频声子,从而显著降低CuInTe2体系的总热导率和晶格热导率,最终使热电性能较原始样品得到提升。此外,置换型Ag/Cu缺陷与空位的协同作用进一步降低了晶格热导率。得益于合理的缺陷设计,在840 K时样品(Cu0.85Ag0.15InTe2)0.98?(In2Te3)0.02获得了1.1的高优值。同时平均zT值提升了188%。该工作通过多类型缺陷的缺陷工程,为提升黄铜矿化合物的热电性能提供了有效方法。
关键词: 缺陷工程、热电性能、空位声子散射、热导率、CuInTe2
更新于2025-09-12 10:27:22
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具有Al2O3保护层的In2O3/ITO薄膜热电偶的微观结构与热电性能
摘要: 在氧化铝基底上制备了带有氧化铝保护层的In?O?/ITO薄膜热电偶(TFTCs),并研究了该保护层对其高温性能及长期服役的影响。采用射频磁控溅射法制备In?O?和ITO薄膜,传统旋涂法制备氧化铝?;げ恪Mü治?250°C下烧结2-10小时的样品,系统考察了有无氧化铝(Al?O?)?;げ愕腎n?O?/ITO TFTCs的微观结构与热电性能。结果表明:氧化铝保护层能有效抑制薄膜挥发,显著提升热电偶的高温性能。带保护层的热电偶可在1250°C稳定工作超过10小时,其塞贝克系数达131.7μV/°C,漂移速率仅为3.05°C/h,远优于无?;げ阊?。
关键词: 高温、热电性能、Al2O3保护层、长期服役、In2O3/ITO薄膜热电偶
更新于2025-09-10 09:29:36
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掺杂In/Ga的GaSb/InSb晶体的InSb热电性能增强研究
摘要: 分别对GaSb/InSb晶体进行In/Ga元素掺杂并研究其热电性能。这些晶体具有立方闪锌矿结构且晶格参数发生变化。当In掺杂GaSb时,三种元素(In、Ga和Sb)之间均发生电荷转移;而Ga掺杂InSb晶体中,电荷转移仅发生在Ga与Sb元素之间。In/Ga掺杂的GaSb/InSb晶体分别呈现简并与非简并电学特性。所有样品中均存在声子振动的光学模,且横模占主导地位。由于功率因子较低且热导率较高,In掺杂GaSb晶体的热电优值(ZT)较低。Ga掺杂(1×1021/cm3)InSb晶体在573K时获得最高功率因子(59.5μW/cmK2)和ZT值(0.56),该573K下的ZT 0.56是目前InSb晶体报道中的最高值。
关键词: D. 点缺陷,B. 热电性能,A. 金属间化合物,C. 晶体生长,G. 热电发电
更新于2025-09-10 09:29:36
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多层谷带收敛提升单层InSe的热电性能
摘要: 我们从理论上研究了通过多能谷能量带收敛(其中部分独特能谷趋于近简并)提升单层InSe热电性能的可能性。这种能带收敛可通过施加机械应变实现。研究发现:在约1.16 GPa的双轴压应力作用下,价带(p型)和导带(n型)的能带收敛能使单层InSe的热电功率因子显著提升近3倍。但p型和n型InSe的优值系数ZT最大增强幅度因能谷收敛方式不同而存在差异——最优情况是重能谷趋近轻能谷的能带收敛,这既能提高功率因子,又可降低电子热导率。该最优条件在应变n型InSe中实现,其ZT增强幅度高达未应变样品的230%。相比之下,呈现相反能谷收敛方式(轻能谷汇入重能谷)的应变p型InSe,其ZT增强幅度仅为未应变样品的26%。
关键词: 机械应变、热电性能、功率因子、优值系数、多谷能带、单层InSe
更新于2025-09-10 09:29:36