摻雜In6Se7基半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其熱電性能研究.pdf

1、熱電材料是一種可以將電能和熱能實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)換的功能材料。近年來，銦硒化合物由于其固有的結(jié)構(gòu)特征（包括相、晶體結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)缺陷）而備受關(guān)注。
　　In6Se7是銦硒系列的二元半導(dǎo)體化合物，這種半導(dǎo)體具有單斜晶系結(jié)構(gòu)，其空間群為P21/m，晶體中In元素以三種不同的價(jià)態(tài)(+1,+2,+3)混合存在。研究發(fā)現(xiàn)：采用Sn替換In6Se7中的In后，材料中存在Sn4+和Sn2+兩種不同價(jià)態(tài)的Sn離子，并萌生多種結(jié)構(gòu)點(diǎn)缺陷（例，SnIn3+、Sn

2、In+、SnIn-）。計(jì)算得出：Sn4+優(yōu)先占據(jù)在In+點(diǎn)位生成施主缺陷SnIn3+，而Sn2+優(yōu)先占據(jù)在In3+點(diǎn)位生成受主缺陷SnIn-，由于施主缺陷SnIn3+的作用，材料從本征下的p-型半導(dǎo)體轉(zhuǎn)變成摻雜后的n-型半導(dǎo)體，同時(shí)材料的電導(dǎo)率大幅提高。盡管Sn2+中和了部分Sn4+的作用，對(duì)材料的輸運(yùn)性能產(chǎn)生了一定的負(fù)面影響，但是摻雜后材料的熱電優(yōu)值（ZT）依然有較大的提升。在833K時(shí)，In6-xSnxSe7(x=0.1)的樣品ZT