公司物理与电子科学学院2015级博士研究生张雄作为第一作者的研究文章“Spontaneously promoted carrier mobility and strengthened phonon scattering in p-type YbZn2Sb2via a nanocompositing approach”在国际能源领域知名期刊Nano Energy(影响因子12.343)上在线发表,该工作是在顾豪爽教授的指导下完成的,第一署名单位为伟德BETVlCTOR1946。
热电材料是基于Seebeck效应和Peltier效应的一类新型能源材料,可通过热能和电能的相互转换实现高效热电发电,已被应用于航天器、太空探测器等航天系统,在工业废热等分散性热源的回收利用方面也具有极高的应用价值。此项研究通过纳米复合策略,采用真空熔融+放电等离子烧结(SPS)方法,在p型YbZn2Sb2体系中复合InSb,设计并制备了高迁移率和低热导率的YbZn2Sb2/InSb多晶热电材料,其室温迁移率从复合前的56 cm2V−1s−1增加到162 cm2V−1s−1(迁移率提高了近3倍),并且迁移率在整个测试温区都表现出随InSb含量增加而增大的趋势。同时,In掺入引起了Yb空位的减少,直接实现了载流子浓度的调控,使得Seebeck系数增强了46%。并且,借助于InSb纳米颗粒增强的界面散射,晶格热导率降低了45%@720K。通过复合高迁移率属性的半导体材料,优化了多晶热电材料的电、热输运性能,打破了传统纳米复合策略对电学性能不利的“魔咒”,该工作对其他热电材料性能的优化也具有重要的借鉴意义。
图p型YbZn2Sb2体系原位复合InSb增强迁移率、降低晶格热导率示意图
文章链接网址:https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2017.11.019