硼掺杂球磨SiGe合金的热电性能

发布时间：2019-03-27 19:26

【摘要】：SiGe合金热电材料作为一种传统的高温热电材料一直以来受到广泛关注。本研究通过B在球磨SiGe合金中的P型掺杂,有效增加了材料的载流子浓度,优化材料的电学性能。通过球磨降低材料的晶粒尺寸,增强晶界对声子的散射,降低材料的晶格热导率。另外,B掺杂使点缺陷散射和载流子-声子散射得到增强,材料的晶格热导率进一步降低。在室温时,Si_(0.8)Ge_(0.2)B_(0.04)的晶格热导率为~4Wm~(-1) K~(-1)。由于掺杂后电导率提高,热导率降低,因此热电优值zT得到了提高。在850K时,Si_(0.8)Ge_(0.2)B_(0.04)的最大热电优值为0.42,与Si_(0.8)Ge_(0.2)B_(0.002)的样品相比,其优值提高了2.5倍左右。
[Abstract]:SiGe alloy thermoelectric material, as a traditional thermoelectric material at high temperature, has been paid more and more attention. In this study, the P-type doping of B in the ball-milled SiGe alloy can effectively increase the carrier concentration of the material and optimize the electrical properties of the material. The grain size of the material is reduced by ball milling, the scattering of phonons from grain boundaries is enhanced, and the lattice thermal conductivity of the material is reduced. In addition, B doping enhances the scattering of point defects and carrier-phonon scattering, and the lattice thermal conductivity of the materials decreases further. At room temperature, the lattice thermal conductivity of Si_ (0.8) Ge_ (0.2) B _ (0.04) is ~ 4Wmm ~ (- 1) K~ (- 1). Due to the increase of electrical conductivity and the decrease of thermal conductivity after doping, the thermoelectric advantage value (zT) has been improved. At 850 K, the maximum thermoelectric value of Si_ (0.8) Ge_ (0.2) B _ (0.04) is 0.42, compared with the sample of Si_ (0.8) Ge_ (0.2) B _ (0.002). Its excellent value has been increased by about 2.5 times.
【作者单位】： 浙江大学材料科学与工程学院;
【基金】：教育部博士点基金资助项目(20120101110082)
【分类号】：TB34

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