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多晶碲化铋基热电材料制备及性能测试郭亮;王凤美;米涛【摘要】温差发电是利用半导体热电材料的塞贝克效应,将热能直接转化为电能的电源装置.针对单晶碲化铋材料机械性能差的缺点,采用机械合金和放电等离子体烧结法制备了具有良好机械性能的多晶碲化铋基热电材料及其模块,无量纲优值分别达到1.10(p型)和1.08(n型).并对温差发电模块的输出性能进行了测试,结果说明在温差为178 K时,输出功率达到约8.2 W,对应模块的功率密度约为0.51 W/cm2.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2019(043)008【总页数】4页(P1370-1372,1390)【关键词】温差发电;多晶碲化铋;机械合金;输出功率【作者】郭亮;王凤美;米涛【作者单位】北华航天工业学院,河北廊坊065000;北华航天工业学院,河北廊坊065000;北华航天工业学院,河北廊坊065000【正文语种】中文【中图分类】TM913半导体温差发电(TEG)具有以下独特优点：(1)无机械运动部件、可靠性高；(2)无泄漏、无排放，环境友好；(3)结构紧凑、易于小型化和微型化；(4)易维护、使用寿命长等。
在微电子、光电子器件的恒温和冷却、深空探测、国防军工、家电以及节能环保等许多领域都有非常广阔的应用前景。
温差发电模块(TM)作为RTG的核心部件，是利用半导体热电材料的塞贝克效应，将热能直接转化为电能的基本装置，主要包含半导体p-n热电元件、电极和陶瓷基底等部件。
输出功率和面积比功率作为温差发电模块的重要性能指标，主要受热电材料物理参数[1]、热电元件构型[2]、热/电接触特性[3]、负载和工作温差等因素的影响。
碲化铋基(Bi2Te3-based)材料是目前低温条件下(573 K以下)使用的最佳热电材料[4]，是由VA、VIA族元素组成的金属间化合物。
其结构沿C轴方向可视为六面体准层状，如图1所示。
在该结构的同一层上，具有相同的原子种类，层与层之间呈-Te-Bi-Te-Bi-Te-的原子排列方式。
表面技术第52卷第10期掺杂Bi的β-Cu2Se薄膜的微观结构与热电性能周政旭，陈雨，宋贵宏*，胡方，吴玉胜*，尤俊华（沈阳工业大学 材料科学与工程学院，沈阳 110870）摘要：目的探究在β-Cu2Se薄膜中掺杂元素Bi对其组织结构及其热电性能的影响，探求Bi元素对载流子传输过程和热电性能的影响规律，为将来该类热电薄膜的研究和应用提供宝贵的经验。
方法使用粉末烧结制得Cu-Bi-Se合金靶材，使用磁控溅射的方法在含有SiO2层的单晶Si衬底上制备了不同Bi含量的β-Cu2‒x Bi x Se热电薄膜。
利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪分别研究了沉积薄膜的XRD谱、表面与截面形貌以及元素含量与分布。
利用LSR-3电阻率/塞贝克系统测量了沉积薄膜的Seebeck系数与电导率。
利用霍尔试验测量了沉积薄膜的室温载流子浓度和迁移率。
结果沉积薄膜主要由单一的β-Cu2Se相构成，在Bi掺杂量最大为1.07%（原子数分数）的薄膜还含有非常少量的α-Cu2Se相；在β-Cu2Se相薄膜中Bi的掺杂没有生成单质相而是替换点阵中的Cu而形成替位式固溶体。
在沉积的β-Cu2‒x Bi x Se薄膜中，([Bi]+[Cu])/[Se]＞2.0且具有p型导电特征。
随着温度的增加，电导率降低而Seebeck系数增加，彰显沉积薄膜的简并或半简并半导体的导电特性。
当温度低于225 ℃时，沉积薄膜功率因子随Bi掺杂量的增加而增大；当温度高于225 ℃时，掺杂量为0.29%（原子数分数）的薄膜具有最大的功率因子，进一步增加Bi掺杂量，沉积薄膜的功率因子却逐渐减小。
结论使用磁控溅射的方法可制备β-Cu2Se薄膜，掺杂适量的Bi可显著提高薄膜的功率因子。
关键词：热电薄膜；β-Cu2Se薄膜；Bi掺杂；Seebeck系数；载流子浓度中图分类号：TB34 文献标识码：A 文章编号：1001-3660(2023)10-0278-09DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2023.10.023Microstructure and Thermoelectric Properties of Bi-doped β-Cu2Se Film ZHOU Zheng-xu, CHEN Yu, SONG Gui-hong*, HU Fang, WU Yu-sheng*, YOU Jun-hua(School of Materials Science and Technology, Shenyang University of Technology, Shenyang 110870, China)ABSTRACT: The Cu2Se material has attracted more attentions in the field of thermoelectric materials due to its high figure of merit, "electronic crystal phonon liquid" structure, rich constituent elements in the crust, low price and other advantages.Compared with bulk material, the film with a nearly two-dimensional structure can effectively improve the Seebeck coefficient and reduce the thermal conductivity, showing excellent thermoelectric properties. At present, the main methods to improve the thermoelectric properties include element doping, composites containing nano-sized second phase, low dimensionalization, nano structure, etc. Element doping can modulate the carrier concentration and change the energy band structure, further modulating收稿日期：2022-09-05；修订日期：2023-02-22Received：2022-09-05；Revised：2023-02-22基金项目：国家自然科学基金项目（51772193）；辽宁省“兴辽英才计划”项目（XLYC2008014）Fund：Supported by the National Natural Science Foundation of China (51772193); Supported by Liaoning Province "Xingliao Talents Program" (XLYC2008014)引文格式：周政旭, 陈雨, 宋贵宏, 等. 掺杂Bi的β-Cu2Se薄膜的微观结构与热电性能[J]. 表面技术, 2023, 52(10): 278-286.ZHOU Zheng-xu, CHEN Yu, SONG Gui-hong, et al. Microstructure and Thermoelectric Properties of Bi-doped β-Cu2Se Film[J]. Surface Technology, 2023, 52(10): 278-286.*通信作者（Corresponding author）第52卷第10期周政旭，等：掺杂Bi的β-Cu2Se薄膜的微观结构与热电性能·279·the Seebeck coefficient and electrical conductivity. Therefore, element doping has been proved to be one of the most effective methods to improve the thermoelectric properties of materials. Bi has a larger atomic radius compared with Cu. This means that doping Bi may cause lattice distortion and more point defects in Cu2Se lattice. At the same time, phonons are scattered in transmission due to mass fluctuation and periodic stress field destruction due to Bi doping, thus reducing the thermal conductivity. Thus, Bi doping helps to improve the thermoelectric performance of materials. In this work, The β-Cu2‒x Bi x Se thermoelectric films with different Bi contents were prepared by magnetron sputtering on single crystal Si substrate containing SiO2 layer with high vacuum powder sintered Cu-Bi-Se alloy target. The phase composition of deposited films was determined by XRD patterns and the surface and cross-sectional morphology of deposited films was observed by SEM. The content and distribution of the constituent elements were measured and analyzed by EDS. The Seebeck coefficient and electrical conductivity of deposited films were measured by LSR-3 resistivity and Seebeck system. The carrier concentration and mobility of deposited films at room temperature were measured by Hall experiments. The results showed that deposited films were mainly composed of single β-Cu2Se phase at room temperature. The films with the maximum Bi doping amount of 1.07at.% also contained very small amount of α-Cu2Se phase and β-Cu2Se phase. Cu atom in β-Cu2Se lattice was substituted by Bi atom and (Cu,Bi)2Se solid solution formed in the deposited films. The deposited β-Cu2‒x Bi x Se films with ([Bi]+[Cu])/[Se]>2.0 possessed p-typed conductive characteristics. In the range of measured temperature from 25 to 395 ℃, the electrical conductivity decreased and the Seebeck coefficient increased with increasing measured temperature, showing the conductive properties of degenerate or semi-degenerate semiconductors. The carrier concentration and electrical conductivity decreased, but the mobility and Seebeck coefficient increased with increasing Bi content in deposited films at room temperature. The power factor of the Bi-doped films was higher than that of the films without Bi. The power factor of the deposited film increased with Bi content increasing to 225 ℃. Above 225 ℃, the film with doping amount of 0.29at.% Bi had the highest power factor and the power factor of deposited film decreased gradually with further increasing Bi content. The power factor of β-Cu2Se film can be significantly enhanced by doping a proper amount of Bi in films.KEY WORDS: thermoelectric material; β-Cu2Se film; doping Bi; Seebeck coefficient; carrier concentration热电材料可以实现热能与电能的互相转换，在作为发电与制冷设备领域中受到了越来越多的关注。
Ag掺杂对SnSe材料热电性能的影响初菲;陆晓芳;王连军;江莞【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2018(049)005【摘要】硒化锡热电材料作为一种极具研究前景的功能材料,其单晶ZT 值可达2.6.但由于单晶制备工艺的复杂性及应用限制,现研究主要集中于多晶硒化锡的制备与研究.采用真空熔炼及淬火-退火等工艺并结合放电等离子体烧结技术制备了Ag掺杂的AgxSn1-xSe(0.005≤x≤0.02)多晶热电材料.结果表明,Ag 的掺入明显改善多晶SnSe的载流子浓度,同时保留较高的塞贝克系数,使得材料的电学性能显著提高.当 Ag 的掺杂量x=0.01时,Ag0.01Sn0.99Se具有相对较高的热电优值,于 773 K 时平行于压力及垂直压力方向分别可达 0.66 和0.69.【总页数】5页(P5001-5005)【作者】初菲;陆晓芳;王连军;江莞【作者单位】东华大学材料科学与工程学院,上海201620;东华大学材料科学与工程学院,上海201620;东华大学材料科学与工程学院,上海201620;东华大学纤维材料改性国家重点实验室,上海201620;东华大学材料科学与工程学院,上海201620;东华大学纤维材料改性国家重点实验室,上海201620;东华大学功能材料研究所,上海201620【正文语种】中文【中图分类】TB34;TN304【相关文献】1.Se位掺杂对燃烧合成Cu2SnSe3热电性能的影响 [J], 马瑞;李宇洋;刘光华;李江涛;韩叶茂;周敏;李来风2.Ag掺杂SnSe化合物的制备及热电性能 [J], 李松浩;张忻;刘洪亮;郑亮;张久兴3.Ag掺杂Cu2SnSe3致相反热电性能及其复合提升 [J], 周一鸣;周玉玲;庞前涛;邵建伟;赵立东4.Ag掺杂对SnSe材料热电性能的影响 [J],5.退火工艺对水热合成SnSe多晶材料热电性能的影响 [J], 李培;范胜杰;王连军;江莞因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
SOI材料MOS器件高温特性的模拟
冯耀兰;翟书兵
【期刊名称】《电子器件》
【年(卷),期】1996(019)004
【摘要】本文介绍了ＳＯＩ材料ＭＯＳ器件内部特性（杂质浓度分布、载流子浓度分布、电流密度分布及电势分布）在３００Ｋ和５３７Ｋ条件下的模拟结果，并进行了理论分析和验证。
【总页数】7页(P215-221)
【作者】冯耀兰;翟书兵
【作者单位】东南大学微电子中心;东南大学微电子中心
【正文语种】中文
【中图分类】TN304.12
【相关文献】
1.薄膜全耗尽积累型SOI MOS器件在(27～300℃)宽温区高温特性的研究 [J], 冯耀兰;樊路加;宋安飞;施雪捷;张正
2.宽温区（27—300℃）MOS器件高温特性的模拟 [J], 冯耀兰;翟书兵
3.体硅、SOI和SiCMOS器件高温特性的研究 [J], 冯耀兰
4.薄膜全耗尽SOI CMOS电路高温特性模拟和结构优化 [J], 刘梦新;高勇;张新;王彩琳;杨媛
5.MOS器件高温特性的解析模型和模拟 [J], 冯耀兰;李丽
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溶剂热法制备Cd(OH)2和CdO纳米盘研究性实验李锦;张川;刘伟霞;孙言飞【摘要】利用溶剂热法设计了合成Cd(OH)2和CdO纳米盘的研究性实验.以Cd(CH3COO)2等为镉源,与NaOH在水和乙二醇的混合溶剂中反应得到Cd(OH)2纳米盘(中间镉产物),后在高温下煅烧中间产物分解得到CdO纳米盘.该实验有助于理解溶剂热法中各实验参量的作用以及如何通过调节各实验参量最终得到目标产物.【期刊名称】《物理实验》【年(卷),期】2012(032)001【总页数】5页(P1-5)【关键词】溶剂热法;纳米盘;氢氧化镉;氧化镉【作者】李锦;张川;刘伟霞;孙言飞【作者单位】新疆大学物理科学与技术学院,新疆乌鲁木齐830046;新疆大学物理科学与技术学院,新疆乌鲁木齐830046;新疆大学物理科学与技术学院,新疆乌鲁木齐830046;新疆大学物理科学与技术学院,新疆乌鲁木齐830046【正文语种】中文【中图分类】O7821 引言纳米材料按维数可划分为3大类：零维、一维和二维．二维纳米材料包括纳米片、纳米薄膜、二维超晶格等，是研究量子限域效应的理想体系，是构建纳米器件的理想平台．纳米片由于具有高的各向异性，被认为是新一类的纳米材料．由于其独特的物理形态和物化性质，以及潜在的巨大应用前景，成为当前学术界研究的热门领域［1－4］．在众多制备纳米材料的方法中，溶剂热法以其高效、低成本而一直倍受关注，已经被证明是非常有效的方法［5－8］．可以应用于金属、半导体、绝缘体等诸多材料的制备．溶剂热法是在水热法的基础上发展起来的，以有机溶剂代替了水热法中的水，大大拓宽了应用范围．近20年来溶剂热合成法得到了长足的发展，并在纳米材料制备中显示出越来越重要的作用．Cd（OH）2作为一种阴极添加物能够有效地增强镍镉电池的放电容量并能减少电极本身的自放电，延长电池的使用寿命并保持较高的稳定性；同时，Cd（OH）2还是一种重要的前驱体，是制备其他含镉物质（如CdS，CdSe，Cd O等）的重要过渡产物［9－10］．CdO 可通过 Cd（OH）2 高温煅烧分解得到，属于直接禁带半导体，禁带宽度为2．26 eV，是一种极具应用潜力的光电材料［11］．Cd O作为镍镉系列碱_性可充电电池的负极活性物质，其性能的优劣直接影响电池的质量，是制约镍镉电池综合性能指标的关键材料．近年来，Cd O广泛用于场发射栅板显示器，被认为是最有前途的导电氧化物．作为一种良好的催化剂，Cd O能催化多种有机物的热分解［12］．Cd（OH）2和CdO纳米材料的制备方法主要为水相法．如刘俊渤等报道了以NaNO3作为矿化剂，水热法制备了六方形Cd（OH）2 纳米盘［13］；Shi等人通过控制溶液p H值水热合成Cd（OH）2六方形纳米盘［14］；Zhang等人以柠檬酸作为调节剂，水热法合成 Cd（OH）2 纳米片、纳米晶须［15］；张兰月等人采用阳极氧化铝（AAO）模板法制备了Cd（OH）2 和Cd O纳米棒［10］．可以看出，在已有的研究报道中，多是水热合成配以矿化剂、调节剂或模板法得到Cd（OH）2纳米结构．本文利用简单的溶剂热法合成了Cd（OH）2和Cd O正六方形纳米盘，实验工艺简单，所得产物形貌规则，分散性好，产量大．2 实验2．1 实验原理溶剂热法制备半导体化合物纳米结构，一般在简易水热反应釜中进行．釜体和釜盖用不锈钢制造，反应釜体积较小（＜100 m L），也可以直接在釜体和釜盖设计丝扣，直接相连，以达到比较好的密封性能．内衬材料是聚四氟乙烯．采用外加热方式，以烘箱或马弗炉为加热源．由于内衬材料为聚四氟乙烯，使用温度应该低于聚四氟乙烯的软化温度（250℃）．釜内压力由加热介质产生，可以通过装填度在一定范围内加以控制，室温开釜取样．溶剂热法是将水热法中的水换成有机溶剂或非水溶媒（例如：有机胺、醇、氨、四氯化碳或苯等），采用类似于水热法的原理，以制备在水溶液中无法长成，易氧化、易水解或对水敏感的材料，例如III－V族半导体化合物、氮化物、硫族化合物、新型磷（砷）酸盐分子筛三维骨架结构等．这一改进大大拓宽了该溶液相法制备纳米材料的应用范围．本文采用溶剂热方法合成Cd（OH）2和CdO的纳米结构．图1给出了典型的溶剂热合成的工艺流程．图1 溶剂热合成的一般工艺流程图2．2 实验方法实验所用仪器为国内实验室常用于无机合成的简易水热反应釜和普通干燥箱．实验所需原料包括：硝酸镉［Cd（NO3）2·4H 2 O，分析纯］、氯化镉（CdCl2·2．5 H 2 O，分析纯）、硫酸镉（3CdSO4·8H 2 O，分析纯）、乙酸镉［Cd（CH 3 COO）2·2 H 2 O，分析纯］、氢氧化钠（NaOH，分析纯）、乙二醇（HOCH 2 CH 2 OH，分析纯）、去离子水．典型的实验过程描述如下：称量一定物质的量的乙酸镉（如1．25 mmol）和氢氧化钠（如25 mmol），分别溶于盛有一定体积（如10 m L）的去离子水的烧杯中，振荡使其充分溶解．将NaOH溶液缓慢地加入到 Cd（CH 3 COO）2·2H 2O的水溶液中，然后加入乙二醇（如20 m L的体积），将混合液体磁搅拌30min后转移到50 m L的聚四氟乙烯水热反应釜中．密封，静置于一定温度（如200℃）下的干燥箱中4 h．反应后取出，在自然冷却之后，将沉淀物用无水乙醇和去离子水离心洗涤4～5次，并置于60℃的真空干燥箱中干燥4 h，得到白色产物．将得到的白色样品一部分送去检测，另一部分样品放置于干燥箱中在220℃下退火24 h，得到另一种棕红色样品．表1给出了所有Cd（OH）2和Cd O样品的具体合成条件．表1 Cd（OH）2和CdO样品的具体合成条件注：水的体积为10 m L＋10 m L，乙二醇的体积为20 m L，反应时间为4 h．样品编号镉源镉离子物质的量／mmol NaOH物质的量／mmol 反应温度／℃ 退火温度／℃ 退火时间／h a 硝酸镉10 200 200 220 24 1．25 20 200 220 24 b 氯化镉 1．25 20 200 220 24 c 硫酸镉 1．25 20 200 220 24 d 乙酸镉 1．25 20 160 220 24 e 乙酸镉 1．25 20 180 无无f 乙酸镉 1．25 20 180 220 24 g 乙酸镉1．25 20 200 无无h 乙酸镉 1．25 20 200 220 24 i 乙酸镉 10 25 200 220 24 j 乙酸镉 5 25 200 220 24 k 乙酸镉 10 100 200 220 24 l 乙酸镉3 实验结果与讨论3．1 XRD分析图2给出了中间产物和最终产物的XRD图．从图2（a）中可以看出所得中间产物所有的XRD衍射峰的峰位与六方相Cd（OH）2的标准谱（No．31－0228）峰位一一对应，表明产物为六方纤锌矿结构Cd（OH）2，沿（001）晶面择优取向．由图中无其他杂峰存在，衍射峰尖锐光滑可知中间产物为纯的结晶性良好的Cd（OH）2．将上述Cd（OH）2样品置于220℃下的空气气氛中退火24 h，白色粉末变为棕红色的粉末．图2（b）显示的是最终产物的XRD图，其所有的衍射峰都与PDF 卡片库（No．65－2908）中立方相Cd O标准谱的峰位一致，没有其他杂质峰，衍射峰尖锐，表明最终产物为纯的结晶性良好的立方闪锌矿Cd O．将图2（a）与图2（b）对比可以发现，六方相Cd（OH）2完全分解为立方相CdO，同时晶体的择优取向消失．图2 中间产物和最终产物的XRD图3．2 SEM 分析与表1对应的各样品的SEM照片如图3所示．通过若干组对比实验，发现产物的形貌主要与以下几个因素有关：反应温度；镉源的种类及镉离子与氢氧根离子的比例，而这反映了Cd2＋的浓度与溶液p H值的关系．而与反应时间、水与乙二醇的比例、退火温度与时间等因素关系不大．对比图3（a）～（c）与（h）发现，不同镉源对产物形貌影响较大．在其他实验条件不变的情况下，只有以乙酸镉为镉源时所得产物为较理想的正六边形纳米盘．图3 与表1对应的各样品的SEM照片对比图3（d）～（h）发现，退火前后产物的形貌并未发生大的改变，均呈现出正六边形状，纳米盘的尺寸大小在100～600 nm之间，厚度在50～100 nm范围内．结合XRD分析可知，所得的中间产物Cd（OH）2和最终产物Cd O均为正六边形纳米盘．而反应温度对中间产物Cd（OH）2的形貌有较大影响．180℃时Cd（OH）2纳米盘的形貌不甚均匀规则，而200℃时其形貌则变得形状规整，大小均匀，表面光滑．反应温度对最终产物CdO的形貌亦有较大影响．在160～200℃的反应温度梯度内，Cd O的形貌从一团凝聚，到逐渐分开形成较厚的大颗粒，到最终生长为清晰的正六边形形貌的纳米盘，结果表明200℃时得到的产物最为理想．对比图3（i）～（l）发现，Cd2＋与 OH－的浓度比对CdO形貌有较大影响．随着Cd2＋与OH－的浓度比由1∶2．5，1∶5，1∶10到1∶20，CdO产物的形貌由不规则到规则的正六边形转变，纳米盘的大小由差别较大到逐渐均匀，再到不均匀，浓度比1∶10较为合适，纳米盘边长在500 nm～2μm之间，厚度约为100 nm．3．3 反应方程当NaOH与Cd（CH 3 COO）2混合后，反应釜中发生的化学反应为：即初步反应得到的中间产物为Cd（OH）2．该中间产物经过退火煅烧得到最终产物CdO，发生另一反应：4 结束语利用溶剂热法成功地合成了Cd（OH）2和Cd O纳米盘，实现了大学生创新实验和先进科研成果的结合［16－17］．该实验所用设备、基本实验步骤和操作过程都非常简单，非常适合初涉研究领域的本科生通过这一简单的溶剂热体系，学习到科学研究的一般方法．通过该实验研究，能够加深学生对相关化学反应、物理原理的理解，提高学生的创新能力和科研素质．【相关文献】［1］ Takayoshi S，Mamoru W．Semiconductor nanosheet crystallites of quasi－TiO2 and their optical properties．Semiconductor nanosheet crystallites of quasi－TiO2 and their optical properties ［J］．J．Phys．Chem．B，1997，101（49）：10159－10161．［2］ Takayoshi S，Yasuo E，Yoshizo K，et al．Two－dimensional diffraction of molecular nanosheet crystallites of titanium oxide ［J］．J．Phys．Chem．B，2001，105（26）：6116－6121．［3］ Hu J Q，Bando Y，Zhan J H，et al．Two－dimensional micrometer－sized single－crystalline ZnO thin nanosheets［J］．Appl．Phys．Lett．，2003，83（21）：4414－4416．［4］ Atsushi T，Mariko S，Lu D，et al．Exfoliated nanosheets as a new strong solid acid catalyst［J］．J．Am．Chem．Soc．，2003，125（18）：5479－5485．［5］ Tang K B，Qian Y T，Zeng J H，et al．Solvothermal route to semiconductor nanowires ［J］．Adv．Mater．，2003，15（5）：448－450．［6］ Li Ya－dong，Liao Hong－wei，Ding Yi，et al．Nonaqueous synthesis of CdS nanorod semiconductor［J］．Chem．Mater．，1998，10（9）：2301－2303．［7］ Deng Z X，Li L B，Li Y D，et al．Novel inorganicorganic－layered structures：crystallographic understanding of both phase and morphology formations of one－dimensional Cd E （E＝S，Se，Te）nanorods in ethylenediamine ［J］．Inorg．Chem．，2003，42（7）：2331－2341．［8］ Du G H，Chen Q，Che R C，et al．Preparation and structure analysis of titanium oxide nanotubes［J］．Appl．Phys．Lett．，2001，79（22）：3702－3704．［9］彭银，鲍玲，刘正银，等．千层饼状Cd（OH）2 微米结构的合成与表征［J］．无机材料学报，2008，23（5）：1054－1058．［10］张兰月，李兴华，赵华涛，等．阳极氧化铝（AAO）模板法制备Cd（OH）2和Cd O纳米棒［J］．无机化学学报，2008，24（11）：1919－1922．［11］ Liu Xiao－lei，Li Chao，Han Song，et al．Synthesis and electronic transport studies of Cd O nanoneedles［J］．Appl．Phys．Lett．，2003，82（12）：1950－1952．［12］ Singh G，Kapoor I P S，Dubey R，et al．Synthesis characterization and catalytic activity of CdO nanocrystals［J］．Mater．Sci．Engin．B，2011，176（2）：121－126．［13］刘俊渤，常海波，窦森，等．水热合成法制备六方形纳米盘 Cd（OH）2［J］．吉林大学学报（理学版），2009，47（3）：605－608．［14］ Shi Wei－dong，Wang Cheng，Wang Hai－shui，et al．Hexagonal nanodisks of cadmium hydroxide and oxide with nanoporous structure［J］．Crystal Growth ＆ Design，2006，6（4）：915－918．［15］Zhang Hui，Ma Xiang－yang，Ji Yu－jie，et al．Synthesis of cadmium hydroxide，nanoflake and nanowisker by hydrothermal method［J］．Mater．Lett．，2005，59（1）：56－58．［16］简基康，吴荣，尚飞，等．真空热蒸发生长Cd X（X＝S，Te）纳线研究性实验［J］．物理实验，2010，30（8）：1－4．［17］孙言飞，杨玮，简基康．化学气相淀积法制备CaN纳米结构设计性实验［J］．物理实验，2011，31（2）：1－5．。
Sn掺杂Bi2Sr2Co2O层状氧化物的热电性能3刘鑫鑫,沈俊杰,朱铁军,杨胜辉,赵新兵(浙江大学材料系硅材料国家重点实验室,浙江杭州310027)摘 要: 采用固相烧结法制备了掺Sn的层状热电氧化物Bi2-y Sn y Sr2Co2O9-δ(y=0、0.02、0.04、0.06、0.08、0.10)。
XRD结果表明Bi2Sr2Co2O氧化物样品存在一定程度的织构。
Seebeck系数为正,说明该氧化物为p型半导体。
掺Sn后电导率和热导率均增大。
对于Seebeck系数和功率因子,存在着掺Sn量的最优值,即Bi1.96Sn0.04Sr2Co2O9-δ。
掺Sn样品的最高Z T值比未掺Sn样品提高了约2倍。
关键词: 热电材料;钴基层状氧化物;锡掺杂中图分类号: TN304文献标识码:A文章编号:100129731(2009)08213262031 引 言随着能源需求的不断增长,利用余热废热进行直接发电的热电转换技术近年来受到了广大研究者的关注。
热电转换器件的效率依赖于热电材料的热电优值,即:ZT=α2σκ・T 其中α是Seebeck系数,σ为电导率,κ是热导率, T为绝对温度。
目前,热电性能较好的材料体系包括Bi2Te3、填充型Co Sb3、Ag2Pb2Sb2Te、Ag2Bi2Sb2Te等。
但这些材料存在熔点低、易氧化等问题,而且都有较高的热导率,阻碍了热电性能的进一步提高。
自从在NaCo2O4[1]中发现室温下的高Seebeck系数以后,拥有较低热导率的层状氧化物热电材料引起了热电研究者的关注,包括Na x CoO2[2]、SrCoO2[3]、Ca3Co4O9[4]和La1-x Sr x CoO3[5]等。
这些氧化物热电材料的特点是价格低廉、制备简单、耐高温,而且不包含有毒有害物质。
Dresselhaus等人[6]研究表明包含有纳米结构的材料,能通过量子效应改变电子态密度,进而增大功率因子α2σ;同时,纳米结构能产生新的界面进而降低热导率。
氧化物热电材料研究进展徐飞;李安敏;程晓鹏;孔德明【摘要】由于能源危机正在到来,废热回收已经成为解决能源短缺问题的有效途径之一,热电材料在废热收集环节中占有举足轻重的地位.其中,氧化物热电材料拥有抗氧化能力强、热稳定性好、原料相对低廉、制备工艺相对简单、无毒、无污染、使用寿命长等传统合金材料不具备的优点,但由于低的电导率因而限制了其在热电性能方面的表现.已经有大量研究发现,可以通过元素掺杂,改善氧化物热电材料的热电性能,氧化物热电材料再次受到广大研究者的关注.综述了氧化物热电材料的研究进展与今后的发展方向,着重阐述了以BiCuSeO为代表的氧化物热电材料的基本结构、性能特征与研究进展;评述了BiCuSeO材料Bi位、Cu位和O位掺杂研究以及BiCuSeO的结构优化;并简单介绍了NaCo2 O 4、Ca3 Co4 O 9、SrTiO 3、ZnO、In2 O 3热电材料的研究情况.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2019(050)004【总页数】11页(P4038-4048)【关键词】废热回收;热电材料;氧化物热电材料;BiCuSeO;元素掺杂【作者】徐飞;李安敏;程晓鹏;孔德明【作者单位】广西大学资源环境与材料学院,广西有色金属及特色材料加工重点实验室,南宁 530004;广西大学资源环境与材料学院,广西有色金属及特色材料加工重点实验室,南宁 530004;广西大学资源环境与材料学院,广西有色金属及特色材料加工重点实验室,南宁 530004;广西大学资源环境与材料学院,广西有色金属及特色材料加工重点实验室,南宁 530004【正文语种】中文【中图分类】TB340 引言对于热电材料研究，早在1822年,塞贝克(Seebeck)就在《普鲁士科学院报》中描述了一个这样的现象，在相互连接的不同导体中, 由于温度差就会出现自由磁子。
将两种不同金属材料连接，将连线一端处于较高温度下，温度为T1(热端)，而另一端处于开路且较低温度下，温度为T2(冷端)，这时冷端存在一个开路电压ΔV，这个现象被称为Seebeck效应，ΔV被称为Seebeck电压，ΔV与热冷两端的温差ΔT成正比，即ΔV=SΔT=S(T1-T2)(1)其中，S为Seebeck系数，只与材料自身的电子能带结构相关。
222016年增刊n (47)卷文章编号：1〇〇1-9731(016)增刊（II )-022-10热电材料S n S e 的性能与研究进展综述余小燕12，何琴玉1(1.华南师范大学物理与电信工程学院，广州510006;2.玉林师范学院物理科学与工程技术学院，广西玉林541004)摘要：SnSe 是近年来新兴的热电材料，由于其具有层状结构、极低的热导率和较高的Z T 值，在中低温阶段 是一种很有应用前景的热电材料，因而受到极大的关注。
本文对S n S e 的分子结构、能带结构、输运性能、热电性 能特点进行了概述，分析了不同制备方法的优劣，讨论了影响其热电性能和工业化应用的因素，并尝试提出了利 用“马赛克”晶体的特点来优化其热电性能的方法。
旨在帮助读者对SnSe 的结构特点、输运性能和热电性能有一 个全面的了解，同时为科研工作者探索提高SnSe 的热电性能、寻找具备高Z T 值热电材料提供一个可能的方向。
关键词：SnSe ;热电性能；分子结构；层状结构中图分类号：T N 304文献标识码：A001:10.3969/丄、^1.1001-9731.2016.增刊（1).0040引言众所周知，随着化石燃料的日渐耗尽，全球都面临能源危机。
但另一方面化石燃料60%左右的能源都 以废热的形式被耗散掉15]。
因此能将热能转化成电 能的热电材料的研究成为当今研究的热点。
但是由于 可以批量生产的热电材料要么其热电性能没有达到商 业应用的要求[M]，要么价格太昂贵[1<M9];故迄今为止， 热电材料未能进入回收废热的商业应用。
热电材料的 能源转换效率是用一个无量纲的热电优值系数Z T (the thermoelectric figure of merit )来表征Sa T ZTK(1)式（1)中，S 为材料的Seebeck 系数，<7为电导率， K 为热导率，T 为绝对温度。
为了使热电材料获得高 的能源转换效率，需要有高的Z T 值，因而需要保持材 料高的电导率7和Seebeck 系数S 、低的热导率K 。
