张建
,
秦晓英
,
李地
,
辛红星
,
宋春军
材料科学与工程学报
层状结构TiS_2具有准二维结构,高热电势(室温时S≈250μV/K)和大的热电功率因子,作为热电材料具有很好的开发和应用前景.通过固相反应法,我们分别用原子量大于和小于Ti的原子部分替代Ti位引入替位缺陷(Ni_(Ti)",Al_(Ti)',Mg_(Ti)"),合成了不同元素替代掺杂化合物M_(0.04)Ti_(0.96)S_2(M=Ni,Al,Mg),在5-310K的温度范围内研究了各化合物的电阻率、热导率及热电势率与温度的对应关系.结果表明Ni、Al、Mg三种元素的掺杂均引起了主体材料从金属性到半导体导电性质的转变,且在低温范围内呈现莫特二维变程跳跃电导规律,In σ∝T~(-1/3),表明了TiS_2的二维导电机制.值得注意的是:①Mg、Al的掺杂引起了热电势绝对值的显著增高,特别是Al掺杂的化合物在310K时热电势率为-500μV/K,达到了纯TiS_2的200%;②Ni掺杂也在整个研究温区引起热导率的明显下降,而Mg、Al的掺杂却在整个研究温区引起热导率的明显升高.由于电阻率的增大,Ni、Al的掺杂均没能使得材料的ZT值有所提高,而Mg的掺杂明显地提高了TiS_2的ZT值,在310K其ZT值是纯TiS_2的1.6倍.这表明元素掺杂是提高材料的热电优值的有效途径之一.
关键词:
TiS_2
,
热电
,
电阻率
,
热导率
辛红星
,
秦晓英
,
张宽心
,
宋春军
,
张建
,
朱晓光
材料科学与工程学报
采用机械合金化结合热压的方法,制备了纳米晶(Mg_(0.97)X_(0.03))_3Sb_2(X=Mg、Cr、Cu、Ti),进行了微结构表征和电阻率测量.结果表明其平均晶粒尺寸不超过40nm.(Mg_(0.96)X_(0.03))_3Sb_2晶体结构四面体位置的Mg-Sb结合距离变短,共价性增强.室温电阻从543Ωcm(Mg_3Sb_2)下降到137Ωcm((Mg_(0.97)Cr_(0.03))_3Sb_2)、121Ωcm((Mg_(0.97)Ti_0.03))_3Sb_2)、109Ωcm((Mg_(0.97)Cu0.03)_3Sb_2).替代样品的电阻在低温时为变程跳跃电导.电阻率的降低是由于替代形成的晶格中化学环境变化,原子间结合强度增加所致.
关键词:
机械合金化
,
纳米晶
,
替代
,
电阻率
,
变程跳跃电导
张建
,
秦晓英
,
董华泽
,
李地
,
辛红星
,
宋春军
低温物理学报
我们成功的制备出了含不同成分尿素的夹层化合物（NH2CONH2）xTiN2并研究了它们在低温（5～310K）下的热、电输运性质．夹层后晶格常数、热、电输运行为的变化也证实了尿素分子成功的夹层到TiS2的范德华尔斯层间．研究结果表明：尿素分子的夹层成功的降低了材料的热导率，特别是在浓度为12．5mmol／L尿素的苯溶液中合成的样品的热导率大约1．5Wm^-1K^-1（仅为纯TiS2的50％），而且尿素分子的夹层使得材料在低温下的导电行为从金属性转变为半导体性．
关键词:
热导率
,
夹层
,
TiS2
