Te模板法制备多晶PbTe热电纳米棒.pdfVIP

助 能 材 料 2008年增刊(39)卷 Te模板法制备多晶PbTe热电纳米棒’ 陈 曦，朱铁军，赵新兵 (浙江大学硅材料国家重点实验室，浙江杭州310027) 摘要： 以乙酸铅和亚碲酸钠为主要原料，硼氢化钠 法是一种在液相存在条件下通过化学反应来制备材料 为还原荆，通过先制备出Te纳米棒，然后加入铅源的 的方法。相对其它实验方法而言，具有简便易操作、反 低温湿化学方法制备了PbTe多晶纳米棒。利用X射应温度低、产量高、纯度好等显著优点，在制备纳米材 线衍射、场发射扫描电镜、X射线能谱、透射电子显微 料中有着重要的应用。本文采用低温湿化学法，以Te 镜舜口高分辨电子显微镜等手段对产物进行了表征。实 纳米棒为模板制备了PbTe纳米棒，并采用XRD、 验结果表明，PbTe纳米棒直径50～200nm，棒长 lp．m，纳米棒由30～50nm粒径的纳米颗粒组成，接近 2实验 PbTe的激子玻尔半径(46nm)。这种粗糙的表面和纳 米颗粒的组成多晶结构有利于提高材料的热电性能。 关键词：PbTe；低温湿化学法；纳米棒；粗糙表面；热 电材料 化学试剂公司；NaOH，分析纯，杭州化学试剂有限公 中图分类号：0482．6 文献标识码：A 司；乙醇，分析纯，杭州大方化学试剂品厂。 文章编号：1001-9731(2008)增千Ⅱ一0326—03 低温湿化学法在容积为500ml的三口烧瓶中进 1 引 言 行。首先将400ml去离子水加入烧瓶中，加入29 NaOH和5mmol Na2TeO。，加热到100℃，待其溶解 热电材料是一种能实现热能与电能相互转化的特 mmol 后加入NaBH4反应30min。然后，加入5Pb2 殊功能材料，其制成的热电器件具有寿命长、无活动部 件、维修方便等优点，在温差发电和热电制冷等领域具 有重要的应用价值和广泛的应用前景n’2]。热电材料 待自然冷却到室温后将产物过滤，用去离子水和无水 乙醇洗涤数次，最后在空气中干燥。 的性能由热电优值ZT值来衡量，ZT=(a2∥芹)，其中 各参数为Seebeck系数(a)、电导率(仃)、热导率(Ⅳ)和 温度(r)。近年来，理论计算和实验都表明低维化可 以显著地提高材料的热电性能。Dresselhaus等人n] 在1993年首次通过理论计算研究了纳米化对材料热 电性能的影响，指出纳米化造成的量子效应和边界声 结构和形貌进行了分析。 子散射可以显著提高材料的Z了1值。随后成功制备出 一系列高性能的纳米结构热电材料如Bi2R。／3结果与分析 Sb2Te3“】、PbTe／A92TeE钉超晶格和PbTe量子点超晶 3．1结构表征 格‘副。最近Hoehbaum等人口3制备了具有粗糙表面的 图l是反应产物的X射线衍射图。 Si纳米线，并指出这种结构可以在不影响Seebeek系数 的情况下降低材料的热导率，从而获得较高的Z丁值。 PbTe化合物具有窄的能带宽度及面心立方结构， 是一种很有发展前景的热电材料。近年来对其研究集 中在纳米形貌的控制，制备出了纳米颗粒[8川、纳米 球E”]、纳米