材料期刊网

In掺杂β-Zn4Sb₃热电材料的制备与电热输运

马兵 , 程苏丹 , 赵文俞 , 张清杰

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2010.00598

设计了一系列名义组成为Zn₄Sb_3-xIn_x(0~0.08, ?x=0.02)的In掺杂β-Zn₄Sb₃基块体材料, 并用真空熔融-随炉冷却-放电等离子体烧结工艺成功制备出无裂纹的In掺杂单相β--Zn₄Sb₃基块体材料. 300~700 K内材料的电热输运特性表明, In杂质对Zn₄Sb₃化合物的Sb位掺杂可导致载流子浓度和电导率大幅度增大、高温下本征激发几乎消失和晶格热导率显著降低, x=0.04和0.08的Zn₄Sb_3-xIn_x的In掺杂beta-Zn₄Sb₃化合物700K时晶格热导率均仅为0.21 W/(m·K). 与纯β-Zn₄Sb₃块体材料相比, 所有In掺杂β-Zn₄Sb₃基块体材料的ZT值均显著增大, x=0.06的Zn₄Sb_3-xIn_x的In掺杂β-Zn₄Sb₃基块体材料700K时ZT值达到1.13, 提高了69%.

关键词: 热电材料 , beta-Zn₄Sb₃ , In-doping , electrical and thermal transport , null