当前位置：
X-MOL 学术
›
ACS Appl. Mater. Interfaces
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
A d-Band Electron Correlated Thermoelectric Thermistor Established in Metastable Perovskite Family of Rare-Earth Nickelates
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2019-08-22 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsami.9b12609 Jikun Chen 1 , Haiyang Hu 1 , Jiaou Wang 2 , Chen Liu 2 , Xinling Liu 3 , Ziang Li 1 , Nuofu Chen 4
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2019-08-22 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsami.9b12609 Jikun Chen 1 , Haiyang Hu 1 , Jiaou Wang 2 , Chen Liu 2 , Xinling Liu 3 , Ziang Li 1 , Nuofu Chen 4
Affiliation
|
The d-band electron correlations shed a light on bridging multiple functionalities within one material system, and this further extends the horizon in material designs and their emerging device applications. Herein, we demonstrate the combination of thermoelectric and thermistor functionalities within the perovskite family of correlated rare-earth nickelates (ReNiO3) having small rare-earth elements (i.e., YNiO3 and DyNiO3), in addition to their already known metal-to-insulator transitions. In contrast to conventional semiconductive materials, the electronic band structure of ReNiO3 split within the hybridized Ni3d–O2p is closely coupled to the structure of NiO6 octahedron. Based on such a distinguished feature, it is possible to achieve the coexistence of a large magnitude of thermopower (S) and negative temperature coefficient of resistance (NTCR) in the insulating phase of ReNiO3 with small Re and more distorted NiO6 octahedron. This establishes a thermoelectric thermistor that can be used for sensing the thermal perturbations by integrating the two distinguished detection modes within one system: the active mode utilizing the high NTCR, and the passive mode utilizing the large S. It is worth noticing that as-achieved S-NTCR relationship in ReNiO3 differs form the one for conventional semiconductors, in which cases enlarging the band gap enlarges S but reduces NTCR. As achieved thermoelectric thermistor combing thermistor and thermoelectric functionalities via electron correlation opens up a new direction to explore emerging energy/electronic devices for sensing the thermal perturbations. The temperature range that keeps a high thermoelectric thermistor performance (i.e., |TCR | >2%K–1 and meanwhile S > 100 μVK–1) of ReNiO3 with a small rare-earth radius is possible to cover most of the outdoor conditions on earth (i.e., −50 to 150 °C).
中文翻译：
在稀土镍酸酯的亚稳态钙钛矿家族中建立的d波段电子相关热电热敏电阻
d波段电子相关性揭示了在一个材料系统中桥接多种功能的可能性，这进一步扩展了材料设计及其新兴器件应用的范围。本文中，我们证明了钙钛矿家族相关的稀土镍酸盐（Re NiO 3）的钙钛矿家族中除了具有已知的金属元素外，还具有热电和热敏电阻功能，这些稀土元素具有少量的稀土元素（即YNiO 3和DyNiO 3）。到绝缘体的过渡。与传统的半导体材料相比，在杂化Ni3d–O2p中分裂的Re NiO 3的电子能带结构与NiO 6的结构紧密耦合八面体。基于这样的显着特征，可以在Re NiO 3的绝缘相中以较小的Re和更扭曲的NiO 6八面体实现大功率热能（S）和负电阻温度系数（NTCR）的共存。这样就建立了一个热电热敏电阻，该热电热敏电阻可通过将两个不同的检测模式集成到一个系统中来检测热扰动：利用高NTCR的主动模式和利用大S的被动模式。值得注意的是，Re NiO 3中已实现的S -NTCR关系与常规半导体不同的是，在这种情况下，增大带隙会使S增大，但NTCR减小。通过电子关联将热敏电阻和热电功能相结合的热电热敏电阻已实现，为探索新兴的用于感测热扰动的能量/电子设备开辟了新的方向。稀土半径小的Re NiO 3保持较高的热电热敏电阻性能（即| TCR |> 2％K –1，同时S > 100μVK –1）的温度范围可以覆盖大部分室外环境地球上的条件（即-50至150°C）。
更新日期：2019-08-22
中文翻译：
在稀土镍酸酯的亚稳态钙钛矿家族中建立的d波段电子相关热电热敏电阻
d波段电子相关性揭示了在一个材料系统中桥接多种功能的可能性，这进一步扩展了材料设计及其新兴器件应用的范围。本文中，我们证明了钙钛矿家族相关的稀土镍酸盐（Re NiO 3）的钙钛矿家族中除了具有已知的金属元素外，还具有热电和热敏电阻功能，这些稀土元素具有少量的稀土元素（即YNiO 3和DyNiO 3）。到绝缘体的过渡。与传统的半导体材料相比，在杂化Ni3d–O2p中分裂的Re NiO 3的电子能带结构与NiO 6的结构紧密耦合八面体。基于这样的显着特征，可以在Re NiO 3的绝缘相中以较小的Re和更扭曲的NiO 6八面体实现大功率热能（S）和负电阻温度系数（NTCR）的共存。这样就建立了一个热电热敏电阻，该热电热敏电阻可通过将两个不同的检测模式集成到一个系统中来检测热扰动：利用高NTCR的主动模式和利用大S的被动模式。值得注意的是，Re NiO 3中已实现的S -NTCR关系与常规半导体不同的是，在这种情况下，增大带隙会使S增大，但NTCR减小。通过电子关联将热敏电阻和热电功能相结合的热电热敏电阻已实现，为探索新兴的用于感测热扰动的能量/电子设备开辟了新的方向。稀土半径小的Re NiO 3保持较高的热电热敏电阻性能（即| TCR |> 2％K –1，同时S > 100μVK –1）的温度范围可以覆盖大部分室外环境地球上的条件（即-50至150°C）。
京公网安备 11010802027423号