Se位成分改變對多晶SnSe熱電性質(zhì)影響的研究.pdf

1、熱電材料是一種可以實(shí)現(xiàn)熱能和電能相互轉(zhuǎn)化的功能材料。在能源日益枯竭的今天，發(fā)展新的能源材料具有重大意義。在過去的幾十年以來，研究者一直在尋找高熱電性能的熱電材料。2014年發(fā)表的一篇關(guān)于單晶SnSe的文獻(xiàn)報(bào)道中指出，這種材料具有十分優(yōu)異的熱電性能。自此單晶SnSe受到研究者的廣泛關(guān)注。但是考慮到單晶不適合大規(guī)模生產(chǎn)、制備復(fù)雜、機(jī)械性能差等因素，多晶SnSe也就吸引了研究的目光。但是與單晶SnSe相比，多晶SnSe的熱電性能要差很多，需要

2、進(jìn)一步的提升。本論文用簡單的方法制備了高質(zhì)量的多晶SnSe材料，并且通過Se位成分的改變，使多晶SnSe的熱電性能得到提升，文中對產(chǎn)生的熱電現(xiàn)象與其中包含的物理機(jī)制進(jìn)行了分析。
　?。?）采用加熱、高壓的方法制備多晶SnSe，將原料放在抽真空的石英管中加熱反應(yīng)，然后用兩面頂壓機(jī)加壓得到多晶SnSe樣品。研究樣品的熱電性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)多晶SnSe樣品表現(xiàn)出典型的p型半導(dǎo)體特性，具有較低的熱導(dǎo)率，隨溫度的變化關(guān)系為當(dāng)溫度升高時(shí)熱導(dǎo)率先增加后

3、減小，在溫度為52.1K時(shí)存在極值點(diǎn)，此時(shí)熱導(dǎo)率為1.61W/K·m。研究結(jié)果表明多晶SnSe的熱電性質(zhì)與單晶相比要差，需要進(jìn)一步的提升。
　　（2）在材料的制備過程中，改變Sn與Se原料的化學(xué)比例，使其偏離正常比例。通過控制Se含量的過量和不足，實(shí)現(xiàn)改變材料中的載流子濃度，在晶界處加入Sn原子。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Se含量過量較多時(shí)獲得SnSe/SnSe2復(fù)合材料，由于材料中電子濃度的增加，樣品由p型轉(zhuǎn)換為n型。成功的使樣品實(shí)現(xiàn)了p、

4、n型轉(zhuǎn)換，這可為實(shí)際應(yīng)用提供幫助。Se含量不足時(shí)，表現(xiàn)為過量的Sn原子存在于樣品的晶界處，材料的電學(xué)和熱學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化。通過研究得出Sn過量1％和2%的樣品，在一定溫度范圍內(nèi)，與正常比例的SnSe相比，熱電性能也得到了提升。
　?。?）對多晶SnSe實(shí)現(xiàn)硒位摻雜碘元素，摻雜濃度為1%、2%、3%。由于摻雜引起的多數(shù)載流子（空穴）濃度減少，導(dǎo)致樣品的熱電參數(shù)發(fā)生變化。文中分析了載流子濃度對熱電參數(shù)的影響。
　　通過本文的研究，