Structures and Thermoelectric Properties of (GeTe)_nBi₂Te₃

Bi 2 Te 3 的结构与热电性能研究 杨 枭, 苏贤礼, 鄢永高, 唐新峰 (武汉理工大学 材料复合新技术国家重点实验室, 武汉 430070) 摘 要: 在 GeTe-Bi 2 Te 3 赝二元系统中, (GeTe) n (Bi 2 Te 3 ) m 化合物往往具有较低的晶格热导率, 但其中很多组分的热电 性能尚未得到系统研究。本研究通过熔融、淬火、退火结合放电等离子烧结工艺制备了一系列(GeTe) n Bi 2 Te 3 (n=10, 11, 12, 13, 14)单相多晶样品, 并对其相组成和热电性能进行表征和研究。 掺杂 Bi 2 Te 3 可以显著增强点缺陷声子散射, 大幅度降低材料的晶格热导率, 在 723 K 时, (GeTe) 13 Bi 2 Te 3 样品的总热导率低至 1.63 W•m -1 •K -1 。 此外, 掺杂 Bi 2 Te 3 和调控 GeTe 的相对含量, 提高了材料的载流子有效质量, 即使在较高的载流子浓度下, 样品依然保持较高的塞贝 克系数和功率因子, 在 723 K, (GeTe) 13 Bi 2 Te 3 样品获得最大的功率因子为 2.88×10 -3 W•m -1 •K -2 , 最终(GeTe) 13 Bi 2 Te 3 样品在 723 K 获得的最大 ZT 值达到 1.27, 较未掺杂的 GeTe 样品提高了 16%。