压力对CoSb2.750TexGe0.250-x n型方钴矿化合物的电输运性能的影响.pdfVIP

丝 丝 塑 2010年第 9期 (41)卷 压力对 CoSb2．750TeGe0．25o— n型方钴矿化合物的电输运性能的影响 姜一平 。，贾晓鹏 ，马红安 ，邓 乐 ，郑世钊 (1．吉林大学 超硬材料 国家重点实验室，吉林 长春 130012；2．北华大学 物理学院，吉林 吉林 132013) 摘 要 ： 采用 高温 高压方法，在 900K 的温度条件 矿热电材料 ，结果表 明其电学性能有 了明显的提高。 下，成 功 合 成 出 CoSb2．750TeGeo．25o一 (z一 0．125， 但是 由于 Te原子和 Sb原子 的价态不 同，导致 Te在 0．175，0．200)n型方钴矿化合物 ，并考察 了不 同的压 固溶体中的溶解度 比较低 ，这种情况可以通过在 固溶 力对其 电输运性能的影响规律 。室温下对样品的电阻 体中加入低价态 的原子进行 电荷补偿。在本实验中， 率(fD)，Seebeck系数 (S)进行 了测试分析。电学性能 通过掺杂 Ge原子电荷补偿来提高 Te在 CoSb。…Te 测试表明，方钴矿 CoSb．75oTeGe 。一化合物的导电 中的溶解度，进而改善方钴矿的热电性能 。 类型为 n型，电阻率和 Seebeck系数的绝对值随着压 2 实 验 力的升高而增加 ，随着Te掺杂量的增加而降低。功率 因子随合成压力增大而降低 ，随Te掺杂量的增加而升 将纯度为 3N的Co，Sb，Te，Ge粉作为原料，按化 高。CoSb2．50Te。2。。Ge0．o5。在 2GPa时具有最大的功率 学配 比称量后在氩气保护下充分混合均匀后，粉压成 因子为 7．59uW ／(cm ·K。)。 直径 10mm，高度 3mm的柱状样品。将成型后的样品 关键词 ： 方钴矿 ；高温高压 ；热电材料 放在国产六面顶液压机 DS029B的腔体 内进行实验， 中图分类号： O521．2 文献标识码 ：A 合成压力设定为 2．0、2．5、3．5、4。0GPa，合成时间为 文章编号：1001-9731(2010)09—1658—02 30min。温度设定在 900K。本实验的合成压力标定 由 Bi，Ba，Ti的压致相变点校正曲线获得 ，温度由B型热 l 引 言 电偶测得。 由于方钴矿化合物具有较大的载流子迁移率，较 高温高压合成 的样品经切割、表面抛光后 ，用 X 高的电导率和 Seebeck系数而 引起人们 的极大关 射线衍射法 (XRD)进行物相分析 ，所用仪器为 D／ 注l1]。方钴矿化合物具有立方晶体结构 ，空间群 Ira3。 MAX—RA型 x射线衍射仪。电阻率的测量采用 四探 热电材料的性能主要是 由其无量纲品质因子 (ZT)L2] 针法 ，测量电流为±10mA。电阻率的测量误差不超过 决定的，ZT：(S )T，其 中T为绝对温度 ，s为赛贝 3 。Seebeck系数测试仪器在样 品的两端产生 2～ 克系数 ，为电导率 ，为热导率 ；材料 的电学特性 由P 3℃的温度梯度 ，同时测量其温差 电动势 E，计算出样 =S口或S。／0(0为电阻率)，即功率因子决定。热导率 品的 Seebeck系数。室温下 Seebeck系数试误差控制 由声子热导率和载流子热导率两部分构成。 在 5 以内所有的测量都是在室温常压下进行的。 二元方钴矿化合物在具有较高 的Seebeck系数和 3 结果和讨论 较低的电阻率的同时，而其有较高 的热导率影响了热 电性能的提高 。通常降低方钴矿的热导率的办法是利