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通过能带收敛和能带锐化在 BiBr3 掺杂的 Sn0.93Mn0.1Te 中实现高品质因数和增强的热电性能
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2022-07-10 , DOI: 10.1021/acsami.2c06822 Quanxin Yang 1 , Tu Lyu 1, 2 , Bohang Nan 1 , Jian Tie 1 , Guiying Xu 1
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2022-07-10 , DOI: 10.1021/acsami.2c06822 Quanxin Yang 1 , Tu Lyu 1, 2 , Bohang Nan 1 , Jian Tie 1 , Guiying Xu 1
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无铅 SnTe 基材料有望取代 PbTe,并受到热电界的广泛关注。在这项工作中,通过促进由 Mn 合金化和 BiBr 3掺杂产生的高质量因子,在 873 K 时,SnTe 中的最大ZT约为 1.31。结果表明,SnTe 中的 Mn 合金化使价带中的 L 带和 ∑ 带收敛,以提供增强的谷简并性和态密度有效质量,从而在723 K in Sn 0.93 Mn 0.1 Te。此外,随后的 BiBr 3掺杂可以使价带顶变尖,以协调能带有效质量与载流子迁移率之间的矛盾,从而在保持较大的态密度有效质量的同时提高载流子迁移率。因此,在 Sn 0.93 Mn 0.1 Te-0.8 atom % BiBr 3中实现了 873 K时 23.85 μW cm –1 K –2的最大功率因数。除了能带锐化,BiBr 3掺杂还可以有效抑制高温下的双极效应,并通过加强点缺陷声子散射来降低晶格热导率。受益于在 Sn 0.93 Mn 0.1中掺杂 BiBr 3Te 优化了载流子迁移率并抑制了晶格热导率,从而显着提高了品质因数。因此,在 Sn 0.93 Mn 0.1 Te-0.8 atom % BiBr 3中,在 300-873 K 的温度范围内,平均ZT约为 0.62,与 Sn 1.03 Te相比增加了 ~250% 。
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更新日期:2022-07-10
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