基于Ⅲ族元素掺杂的GeTe基热电材料研究

发布时间：2022-12-04 18:05

　　共振态能级可以使费米能级附近的态密度发生畸变,从而提升Seebeck系数和材料的热电优值（ZT）。本文以GeTe基热电材料为研究对象,研究Ⅲ族元素B、Al、Ga掺杂GeTe基热电材料能否产生共振能级的科学问题;通过优化载流子浓度、降低晶格热导率、提高有效质量等方式来优化热电性能,并研究了掺杂对机械性能的调控。我们采用了真空封管、箱式炉熔炼和放电等离子体烧结法制备了GeTeBx和Ge_0.9Sb_0.1TeB_x,Ge_1-xAl_xTe和Ge_0.9-xAl_xSb_0.1Te,Ge_1-xGa_xTe、Ge_0.988-xGa₍0.012_Sb_xTe和Ge_0.9-xGa_xSb_0.1Te系列样品,并研究了B、Al、Ga掺杂对物相、微观组织、热... 

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 热电材料研究背景及应用
    1.2 热电材料的基本原理
        1.2.1 塞贝克效应(Seebeck effect)
        1.2.2 帕尔贴效应(Peltier effect)
        1.2.3 汤姆逊效应(Thomson effect)
        1.2.4 热电转换效率与ZT值
        1.2.5 电输运的半导体理论
        1.2.6 热输运理论
    1.3 热电材料研究现状
    1.4 GeTe基热电材料的研究现状
    1.5 论文的选题思路和研究内容
第2章 实验方法及实验仪器
    2.1 实验原料及仪器
    2.2 实验样品的制备工艺
    2.3 物相、微观结构与性能的表征
        2.3.1 X射线衍射仪物相分析
        2.3.2 微观结构与成分分析
        2.3.3 Seebeck系数和电阻率的测试
        2.3.4 热扩散系数和比热容的测试
        2.3.5 载流子浓度和迁移率的测试
        2.3.6 维氏硬度的测试
第3章 基于B掺杂的GeTe基热电材料
    3.1 B掺杂对GeTe热电性能和机械性能的影响
    3.2 B-Sb共掺杂对GeTe物相和微观结构的影响
    3.3 B-Sb共掺杂对GeTe热电性能和机械性能的影响
    3.4 退火处理对Ge0.9Sb0.1Te Bx热电性能的影响
    3.5 本章小结
第4章 基于Al掺杂的GeTe基热电材料
    4.1 Al掺杂对GeTe物相和微观结构的影响
    4.2 Al掺杂对GeTe热电性能的影响
    4.3 Al-Sb共掺杂对GeTe物相和微观结构的影响
    4.4 Al-Sb共掺杂对GeTe热电性能的影响
    4.5 本章小结
第5章 基于Ga掺杂的GeTe基热电材料
    5.1 Ga掺杂对GeTe热电性能的影响
    5.2 Sb掺杂对Ge_(0.988)Ga_(0.012)Te热电性能的影响
    5.3 Ga-Sb共掺杂对GeTe物相和微观结构的影响
    5.4 Ga-Sb共掺杂对GeTe热电性能的影响
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
参考文献
导师评语
答辩委员会决议书
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]霍尔效应实验的改进和扩展[J]. 曹伟然,段立永,赵启博.  物理实验. 2009(02)



本文编号：3708742