填充方钴矿热电材料:从单填到多填

摘要：

以传统窄带半导体材料为主要对象的高性能热电材料研究近年来发展迅速并取得了明显进展.本文以含本征晶格孔洞的笼状结构CoSb3基方钴矿化合物的相关研究为主线,综述近年来热电材料的主要研究进展,并分析了杂质原子在孔洞中部分填充特性为基础的填充方钴矿化合物的结构调控、电-热输运性能协同调控、以及热电性能优化的内在物理机制及其实验实现.在本征孔洞结构的方钴矿化合物中引入部分填充的杂质原子,通过局域声子散射而显著降低晶格热导率,同时可以优化电输运性能.研究还发现这样一类特殊结构化合物的电热输运性能可以通过选择不同价态与不同局域振动频率的多种不同填充原子的组合填充而实现可以近乎独立地调控与优化,热电优值达到1.7@850 K,实现了明显具有"声子玻璃-电子晶体,,特征的一类高性能热电材料.研究工作一方面明显提高了填充方钴矿材料的热电性能,另一方面加深了相关物理机制的理解,对进一步的新热电材料体系的设计具有指导意义.

关键词：热电材料、声子玻璃-电子晶体、填充量上限、方钻矿

所属期刊栏目：41

分类号：TN37(半导体技术)

资助基金：国家重点基础研究发展计划2007CB607503;国家自然科学基金50825205;50821004;10634070;中国科学院创新项目KJCX2-YW-H20

在线出版日期：2011-12-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：706-728