(GeTe)nBi2Te3的结构与热电性能研究

摘要

在GeTe-Bi2Te3赝二元系统中,(GeTe)n(Bi2Te3)m化合物往往具有较低的晶格热导率,但其中很多组分的热电性能尚未得到系统研究.本研究通过熔融、淬火、退火结合放电等离子烧结工艺制备了一系列(GeTe)nBi2Te3(n=10,11,12,13,14)单相多晶样品,并对其相组成和热电性能进行表征和研究.掺杂Bi2Te3可以显著增强点缺陷声子散射,大幅度降低材料的晶格热导率,在723 K时,(GeTe)13Bi2Te3样品的总热导率低至1.63 W·m–1·K–1.此外,掺杂Bi2Te3和调控GeTe的相对含量,提高了材料的载流子有效质量,即使在较高的载流子浓度下,样品依然保持较高的塞贝克系数和功率因子,在723 K,(GeTe)13Bi2Te3样品获得最大的功率因子为2.88×10–3 W·m–1·K–2,最终(GeTe)13Bi2Te3样品在723 K获得的最大ZT值达到1.27,较未掺杂的GeTe样品提高了16％.