Excellent Room Temperature Thermoelectric Performance in Mg3Sb2‐Based Alloys via Multi‐Functional Doping of Nb

材料科学 兴奋剂 热电效应 空位缺陷 散射 电子迁移率 凝聚态物理 光电子学 工作(物理) 电子 热电材料 复合材料 热力学 热导率 光学 物理 量子力学
作者
Xiangyu Li,Congli Sun,Kangkang Yang,Liang Dong,Xianfeng Ye,Wei Song,Wenjie Xu,Wenyu Zhao,Qingjie Zhang
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:20 (28) 被引量:3
标识
DOI:10.1002/smll.202311478
摘要

Abstract Mg 3 Sb 2 ‐based alloys are attracting increasing attention due to the excellent room temperature thermoelectric properties. However, due to the presence and easy segregation of charged Mg vacancies, the carrier mobility in Mg 3 Sb 2 ‐based alloys is always severely compromised that significantly restricts the room temperature performance. General vacancy compensation strategies cannot synergistically optimize the complicated Mg 3 Sb 2 structures involving both interior and boundary scattering. Herein, due to the multi‐functional doping effect of Nb, the electron scattering inside and across grains is significantly suppressed by inhibiting the accumulation of Mg vacancies, and leading to a smooth transmission channel of electrons. The increased Mg vacancies migration barrier and optimized interface potential are also confirmed theoretically and experimentally, respectively. As a result, a leading room temperature zT of 1.02 is achieved. This work reveals the multi‐functional doping effect as an efficient approach in improving room temperature thermoelectric performance in complicated defect/interface associated Mg 3 Sb 2 ‐based alloys.
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