具有特殊物理特性的Co氧化物研究.pdf

1、本文首先詳述了熱電現(xiàn)象、熱電材料的發(fā)展歷史、熱電材料的研究進展，選擇了氧化物NaCo2O4作為我們的研究對象。NaCo2O4是一種層狀化合物，由導(dǎo)電層和隔熱層交替重疊而成，這種材料中的載流子與晶格間相互作用非常強，載流子引起晶格極化形成極化子，其傳導(dǎo)過程為熱激發(fā)作用下的極化子躍遷過程，躍遷可發(fā)生于晶格內(nèi)等能位置間和不等能位置間。根據(jù)Slack理論，它是一個“電子晶體、聲子玻璃”的理想化模型，其載流子的遷移率比較低，并且隨著溫度的升高而升

2、高，平均自由程小于晶格原子間距，所以它的導(dǎo)電率比較低，并且導(dǎo)熱率也非常低。 本文對NaCo2O4基的熱電材料進行了研究，首先采用了固相反應(yīng)法制備了NaCo2O4塊體材料，然后采用熔融法制備了NaxCoO2.δ單晶。通過X射線衍射分析確定多晶式樣的化學(xué)成分及結(jié)構(gòu)；采用SCXmuii臺式小分子單晶X射線分析裝置對單晶樣品的結(jié)構(gòu)和各項參數(shù)進行標定；運用PPMS測量了單晶樣品的磁學(xué)性質(zhì)。最后，對不同的樣品在高溫范圍下的熱電性能進行比較，

3、并對此體系的熱電性能與溫度的關(guān)系進行了研究。 熔融法制備NaxCoO2.δ單晶樣品的步驟為：快速升溫后在I050℃下保溫5個小時，然后以-2 K/h的速率緩慢的降溫至850℃，此方法可以的到較大顆粒的單晶樣品。NaCo2O4電子結(jié)構(gòu)是屬于過渡態(tài)金屬氧化物，具有較窄的能隙寬度。其導(dǎo)電性主要來源于Co的3d軌道及O的2p軌道。Na的2s和2p軌道對NaCo2O4的導(dǎo)電性有非常重要的作用。本試驗所制備的單晶的磁化曲線及磁化率一溫度曲線