Mn掺杂后三元黄铜矿结构半导体CuInTe2的缺陷特征与热电性能

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单位1黑龙江工业学院大功率电牵引采煤机重点实验室;2中国矿业大学材料科学与工程学院;3太原理工大学材料科学与工程学院;4宁波工程学院材料学院
来源物理学报
出版年2016
期号第6期
摘要
三元黄铜矿结构(也称类金刚石结构)半导体是一类具有热电转换潜力的新型热电材料.本文采用电负性更小的Mn元素替换Cu In Te2黄铜矿结构半导体中的Cu元素,设计制备贫Cu化合物Cu1-xIn MnxTe2.研究表明,当Mn含量较低时,Mn优先占位在In位置产生受主缺陷MnIn.因此随着Mn含量的增大,载流子浓度和电导率均得到改善.但当Mn含量进一步增大后,Mn可同时占位在In位置和Cu位置,除产生受主缺陷MnIn外,还能产生施主缺陷Mn+Cu.由于两类极性相反的缺陷之间的湮灭现象,使得缺陷浓度及载流子浓度开始降低,晶格结构畸变有变小趋势,因此在高温下晶格热导率仅略有提高.研究结果表明,在某一特定的Mn含量(x.)时,材料具有最优的热电性能(ZT.84@810.0 K),这一性能约是未掺杂Cu In Te2的2倍.

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