层状inse基半导体热电材料的结构与性能研究

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4、、放电等离子烧结（SPS）制备了Sn掺杂的InSeSnx(x=0,0.005,0.01,0.02)材料。研究发现Sn优先占据在In的晶格位置形成+SnIn施主缺陷是降低晶格热导率（κL）、提高热电性能的主要原因。然而，+SnIn施主缺陷的形成并没有大幅度提高载流子浓度，原因是带隙中间产生了杂质能级，导致电子和空穴产生湮灭。热电性能测试结果表明，InSeSnx(x=0.01)在830K时的性能最优，无量纲热电优值（ZT）达到最大值0.23，是本征InSe的2.9倍。由于锂元素化学性能活跃，且原子半径很小，因此是层状材料的理想+插层元素。本实验将CH

5、3COOLi水溶液中电离出的Li通过化学扩散法掺入InSe材料中，根据材料电学性能确定了最佳的扩散温度和时间。研究发现，InSeLit材料在830K时达到最大ZT值～0.14（扩散时间t=～32h），为本征InSe的2倍。+关键词：热电材料；In-Se基层状半导体；杂质能级；Li扩散；晶格热导率I太原理工大学硕士研究生学位论文STRUCTUREANDTHERMOELECTRICPROPERTIESOFLAYEREDInSe-BASEDSEMICONDUCTORSABSTRACTThermoelectric(TE)materialisonetype

6、ofenergymaterialswhichenableadirectconversionbetweenheatandelectricitythroughthemotionofinternalcarrierwithinsolids.Inrecentyearsindiumselenideshavebeenpaidincreasingattentionduetotheirintrinsicstructuralcharacteristics,includingphases,crystalstructuresandstructuralimperfecti

7、on.Inthiswork,wehavesynthesizedSn-dopedInSeSnx(x=0-0.02)alloysby+meltingalongwithsparkplasmasintering(SPS)andfoundthatthedefectSnIn,whichactsasadonor,isthemainspeciestoreducethelatticethermalconductivity(κL)andimprovethethermoelectricperformance,duetothepreferentialoccupation

8、ofSnintheInsites.However,thisenhancementislimitedbecauseoftheformati