Crystal Structure Engineering as a Means of Boosting the Thermoelectric Performance of GeSe
Year: 2021
Type: article
Abstract: 在热电研究领域，GeSe 是一种二维层状结构具有较大带隙的半导体，本征载流子 浓度低，热电性能差。在本工作中，采用熔融淬火结合放电等离子活化烧结工艺制备 了一系列的 GeSe1-xTex（x=0，0.05，0.15，0.25，0.35，0.45）多晶样品，研究了 Te 含 量对 GeSe 化合物物相结构和热电输运性能的影响规律。结果表明：随着 Te 含量的增 加，GeSe 的晶体结构逐渐由正交相向菱方相转变，使得材料的带隙降低，载流子浓度 和迁移率同步增加；同时，晶体对称性的提高增加了化合物的能带简并度，有效提高 了载流子有效质量。在这些因素的共同作用下，菱方相 GeSe 的功率因子相比于正交相 GeSe 提高了约 2~3 个数量级。此外，菱方相 GeSe 具有丰富的阳离子空位缺陷以及铁 电特性所导致的声子软化现象，这导致其晶格热导率相比于正交相 GeSe 降低了近 60%。 当 Te 含量为 0.45 时，样品在 573 K 取得最大热电优值 ZT 为 0.75，是本征 GeSe 样品的 19 倍。晶体结构工程是提升 GeSe 化合物热电性能的有效途径。
Source: Acta Physica Sinica
Authors: 武汉理工大学,, 武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室,
Language: English
Subfield: Materials Chemistry
Field: Materials Science
Domain: Physical Sciences
Open Access status: diamond
OpenAlex ID: W3213421649