研究目的
研究具有特殊共存纳米相的Cu2SnSe3的电学和热输运特性,重点关注银掺杂对相结构和热电性能的影响。
研究成果
研究表明,在Cu2SnSe3中掺杂银元素会导致单斜相与正交相共存,通过改善电传输性能并降低晶格热导率,从而显著提升热电性能。在773K温度下,Cu2Sn0.93Ag0.07Se3实现了创纪录的0.6 ZT值,较未掺杂的Cu2SnSe3提高了两倍。
研究不足
该研究的局限性在于相共存的复杂性以及精确控制合成过程以实现预期相结构所面临的挑战。多种相及其相互作用的存在使得输运性质的解释更为复杂。
1:实验设计与方法选择:
本研究涉及掺银Cu2SnSe3样品的合成、其结构/电学/热学性能表征,以及用于理解观测现象的理论计算。
2:样品选择与数据来源:
采用高纯度单质元素Cu、Sn、Se和Ag制备Cu2Sn1-xAgxSe3(x=0,0.01,0.03,0.05,0.07,0.09)样品。数据采集自电导率、塞贝克系数、霍尔测量、热导率测量及电子显微镜检测。
3:01,03,05,07,09)样品。数据采集自电导率、塞贝克系数、霍尔测量、热导率测量及电子显微镜检测。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括放电等离子烧结(SPS)系统、X射线粉末衍射仪、透射电镜/扫描透射电镜(TEM/STEM)、紫外-可见-近红外分光光度计及激光闪光法装置。材料包含铜粒、锡粒、硒块和银棒。
4:实验流程与操作步骤:
通过元素化学计量比混合物熔融后经退火处理和SPS致密化合成样品,测量电热输运性能并通过TEM/STEM表征微观结构。
5:数据分析方法:
采用密度泛函理论(DFT)计算、载流子输运的SPB模型及应变分布的几何相位分析法处理数据。
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