Relating Local Structure to Thermoelectric Properties in Pb1–xGexBi2Te4

热电效应 材料科学 结晶学 物理 化学 冶金 热力学
作者
Jinfeng Dong,Yukun Liu,Jue Liu,Lei Hu,Yilin Jiang,Xian Yi Tan,Yuansheng Shi,Dongwang Yang,Kıvanç Sağlık,Ady Suwardi,Qian Li,Jing‐Feng Li,Vinayak P. Dravid,Qingyu Yan,Mercouri G. Kanatzidis
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:36 (21): 10831-10840 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acs.chemmater.4c02649
摘要

Layered compounds have garnered widespread interest owing to their nontrivial physical properties, particularly their potential as thermoelectric materials. We systematically investigated PbBi2Te4, a compound derived from Bi2Te3 and PbTe. Synchrotron X-ray diffraction and transmission electron microscopy revealed that PbBi2Te4 adopts and maintains the R3̅m phase from 300 to 723 K, without any phase transition. Moreover, neutron pair distribution function analysis confirmed that the short-range local structure was consistent with the high-symmetry R3̅m structure. PbBi2Te4 exhibits a negative Seebeck coefficient, indicating electron-dominated transport. It has a low lattice thermal conductivity (ca. 0.6 Wm–1K–1) and a ZT value of 0.4 at 573 K. The effects of GeBi2Te4 alloying in PbBi2Te4 (Pb1–xGexBi2Te4, where x ranges from 0.0 to 0.6) were also investigated. Due to alloying-induced point defect scattering and the off-centering effects of Ge2+, the room-temperature lattice thermal conductivity decreased to 0.55 Wm–1K–1 when x = 0.5. Combined with a maintained weighted mobility (ca. 60 cm2V–1s–2), the room-temperature ZT increased to 0.28. This value could further increase to 0.65 with a reduction in lattice thermal conductivity to its lower-limit value. A high ZT of 1.0 is also predicted for pristine PbBi2Te4 at 473 K, demonstrating its potential as a near-room-temperature thermoelectric system.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
水眉音发布了新的文献求助10
刚刚
MchemG应助吴先生采纳,获得10
1秒前
123发布了新的文献求助10
2秒前
WNL发布了新的文献求助100
2秒前
sherrymasha完成签到,获得积分10
3秒前
阿威完成签到,获得积分10
3秒前
贪玩的秋柔应助炸鱼饼采纳,获得10
3秒前
cocopan发布了新的文献求助10
3秒前
小于子88完成签到,获得积分10
3秒前
yibo完成签到,获得积分10
3秒前
mou完成签到,获得积分10
4秒前
Ariel完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
4秒前
6秒前
6秒前
7秒前
Benji完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
8秒前
汉堡包应助简柠采纳,获得10
9秒前
9秒前
科目三应助星期天采纳,获得10
10秒前
真云完成签到,获得积分10
10秒前
12秒前
adinike发布了新的文献求助10
13秒前
科研通AI6应助愚林2024采纳,获得10
13秒前
科研通AI6应助Fortune采纳,获得10
14秒前
邱乐乐发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
16秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
16秒前
李健的小迷弟应助东新采纳,获得10
17秒前
星期天完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
chao完成签到,获得积分10
20秒前
科研通AI6应助JY采纳,获得10
20秒前
笑看小旭旭完成签到,获得积分20
23秒前
幽默书瑶完成签到 ,获得积分10
23秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Basic And Clinical Science Course 2025-2026 3000
Encyclopedia of Agriculture and Food Systems Third Edition 2000
人脑智能与人工智能 1000
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
Pharmacology for Chemists: Drug Discovery in Context 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5608256
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4692810
关于积分的说明 14875754
捐赠科研通 4717042
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2544147
邀请新用户注册赠送积分活动 1509105
关于科研通互助平台的介绍 1472802