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含铅GaSb基半导体的热电输运特性: 2016年; GaSb是III-V族系列直接带隙半导体材料,其内部的缺陷性质对调控材料的热电性能具有重要作用。研究发现,在GaSb中掺杂Pb后材料内部产生了大量的反结构受主缺陷Pb-Sb及施主缺陷Pb＋Ga,但本征缺陷V3-Ga和Sb2＋Ga浓度减少。这些缺陷浓度的变化直接调控了材料的热电输运性能。例如,掺杂0.25%Pb后,室温载流子浓度由未掺杂时的~5.04×1023m-3突增到9.50×1025m-3;在867K时,电导率由0.56×104Ω-1·m-1增加到4.82×104Ω-1·m-1;晶格热导率由4.63W·K-1·m-1下降到3.41W·K-1·m-1。最大热电优值（ZT）为0.21,约是未掺杂GaSb最大ZT值的10倍。; 王鸿翔应鹏展张钦祥颜艳明崔教林; 关键词：热电材料

掺杂Cu的(In_2Te_3)_(0.08)(SnTe)_(0.92)化合物热电性能: 2013年; (In2Te3)x(SnTe)1-x系列化合物具有较低的电导率和热导率,热电性能较差。考虑到其中的In2Te3单元具有三分之一的阳离子空位,可以通过掺杂Cu等外来原子来占据In的空位,使化合物的载流子浓度达到最优化,降低材料的热导率从而改善其热电性能。本组实验中,采用真空熔炼、机械球磨及放电等离子烧结技术制备了(In2-x Cux Te3)0.08(SnTe)0.92(x=0.025,0.05,0.2)系列化合物。测试结果表明,掺杂不同摩尔数的Cu元素后,材料的Seebeck系数几乎没有变化,电导率有所提高,晶格热导率L值大幅度降低,成功地抑制了高温区(In2Te3)0.08(SnTe)0.92的双极扩散效应。当x=0.2时,该化合物在647 K取得最大ZT值0.29,是掺杂Cu元素前ZT值的4.6倍。; 付红张伯权崔教林; 关键词：热电性能

四元Mg_2Si_(0.27)Ge_(0.05)Sn_(0.65)Sb_(0.03)固溶体的热电性能（英文）: 2018年; 通过氧化硼助熔剂法和放电等离子烧结技术制备了Mg_(2(1+x))Si_(0.27)Ge_(0.05)Sn_(0.65)Sb_(0.03)(x=0.05,0.08)四元固溶体热电材料。在300~800 K的温度区间内测试了所有四元固溶体试样的塞贝克系数、电导率和热导率。结果表明随着温度的升高电导率单调降低而塞贝克系数单调升高,所有样品的晶格热导率明显高于通过Abeles模型计算所得到的理论值。最高无量纲热电优值ZT出现在x=0.08样品中,在800 K时达到最高值1.0。; 杜正良宋志亮卢裕夫何彤彤崔教林; 关键词：热电性能热电材料

含硫宽禁带Ga_2Te_3基热电半导体的声电输运特性: 2015年; 目前对宽禁带半导体热电材料的研究开始升温,原因是本征情况下宽禁带半导体往往具有低的热导率和高的Seebeck系数.Ga2Te3是一类带有缺陷的宽禁带半导体,其在临界温度±K和±K处会参与共析转变和包晶反应,因此会产生反应热.本次工作采用少量的S元素等电子替换Ga2Te3中的Te元素,观察到在临界温度附近热焓的变化,但没有相变发生.受热焓变化的影响这类材料在临界温度附近出现了较活跃的声电输运行为,具体表现为热容和Seebeck系数(α)明显增大及热扩散系数(热导率)和电导率下降.例,对于x.的材料,其α值从596 K时的376.3(μV·K-1)迅速增大到695 K时的608.2(μV·K-1),然后又随温度升高到764 K时迅速降低到213.8(μV·K-1).在596 K到812 K范围,Seebeck系数和电导率几乎随温度均呈Z字形变化.这些输运行为的变化揭示了在Ga2Te3基半导体中声子和载流子的临界散射特点,这种临界散射特征对以后的继续研究具有重要的参考价值.; 刘海云刘湘涟田定琪杜正良崔教林; 关键词：热电材料宽禁带

非等电子Sb替换Cu和Te后黄铜矿结构半导体Cu_3Ga_5Te_9的热电性能: 2014年; 热电材料是一类能够实现热与电相互转换的功能材料,在制冷和发电领域极具应用潜力.本文采用金属Sb元素非等电子替换Cu3Ga5Te9化学式中的Cu和Te,观察到材料Seebeck系数和电导率提升的现象.这些电学性能的改善与载流子浓度和有效质量的增大及迁移率基本维持不变有关.载流子浓度的提高是由于Sb原子占位在Te晶格位置后费米能级进入到价带所产生的空穴掺杂效应所致,同时也与Cu含量减少后铜空位(V-1Cu)浓度增大相关联.另外,非等电子替换后,阴离子(Te2-)移位导致了晶格结构缺陷参数u和η的改变,其改变量fiu和fiη与材料晶格热导率(κL)的变化密切相关.在766 K时,适量的Sb替换量使材料的最大热电优值(ZT)达到0.6,比Cu3Ga5Te9提高了近25%.因此,通过选择替换元素、被替换元素及替换量有效地调控了材料的电学及热学性能,在黄铜矿结构半导体中实现了非等电子元素替换改善热电性能的思想.; 孙政陈少平杨江锋孟庆森崔教林; 关键词：热电性能

Sb掺杂Mg_(2-x)Zn_xSi(0≤x≤0.1)固溶体的热电性能（英文）: 2016年; 利用B_2O_3助熔剂法结合SPS技术制备了Mg_(2-x)Zn_xSi_(0.99)Sb_(0.01)(0≤x≤0.1)固溶体。测量了300~780 K温度区间内试样的电导率、塞贝克系数和热导率。发现晶格热导率随Zn取代量的增大而降低。而电导率随Zn取代量的增大而先降低后增大。讨论了影响电导率与晶格热导率的变化规律的具体内在机制。所有样品中x=0.075样品的功率因子最高,在780 K达1.76 m W·m^(-1)·K^(-2),比基体Mg_(2-x)Zn_xSi_(0.99)Sb_(0.01)高约18%。x=0.1样品具有最低晶格热导率,在770 K达到2.86 W·m^(-1)·K^(-1)。低晶格热导率使Mg_(1.9)Zn_(0.1)Si_(0.99)Sb_(0.01)具有最高热电优值,在780 K达0.37。; 杜正良崔教林; 关键词：热电性能热电材料

汽车尾气废热回收的热电模块布置特性研究被引量：4: 2013年; 由于按照模块单元来实现热电材料回收废热具备优势,在试验校核的基础上建立了热-电-结构的有限元分析模型用于热电模块在汽车排气管上布置特性的研究。首先热通量模拟结果显示排气管壁面与热电模块接触处存在大热斑,根据大热斑的轮廓得到本文研究的热电模块之间的最佳布置间隙为6.6 mm。然后根据最大输出功率原则精确计算了热电模块的内阻值,内阻的获得为模块矩阵的结构优化提供了参考依据。最后利用模型对热电模块的薄弱结构进行热应力校核,校核结果为热电模块的可靠布置提供了参考依据。; 赵付舟王俊席崔教林汪秀敏; 关键词：电气工程节能技术有限元方法

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国家自然科学基金(51171084)