Optimizing thermoelectric performance of Cd-doped β-Zn4Sb3 through self-adjusting carrier concentration

材料科学 热电效应 塞贝克系数 功勋 声子散射 热导率 兴奋剂 分析化学(期刊) 热电材料 电阻率和电导率 声子 凝聚态物理 复合材料 热力学 光电子学 物理 化学 色谱法 电气工程 工程类
作者
Shanyu Wang,Fan Fu,Xiaoyu She,Gang Zheng,Li Han,Xinfeng Tang
出处
期刊:Intermetallics [Elsevier BV]
卷期号:19 (12): 1823-1830 被引量:31
标识
DOI:10.1016/j.intermet.2011.07.020
摘要

Crack-free Zn3.96+xCd0.04Sb3 (x = −0.05, 0.0, 0.05 and 0.1) ingots were successfully synthesized by a melting followed by a precisely controlled slow cooling process. The facile control of Zn content realizes the effective self-adjustment of carrier concentration, as well as the optimization of the thermoelectric figure of merit. The Zn-deficiency and stoichiometric samples are single phase, whereas a slight metal Zn phase can be detected in other two Zn-rich samples existing as forms of numerous evenly distributed nano-clusters with size of 20–50 nm and a spot of micro-scale precipitations embedded in the matrix. In particular, these multi-scale microstructures combined with the subtle variation of interstitial Zn apparently intensify phonon scattering and give rise to a “phonon-glass” feature of Zn-rich samples. However, Zn-deficiency sample benefiting from high Seebeck coefficient, shows a high power factor (>1.0 mW m−1 K−1) in the entire temperature range and a maximum value of 1.26 mW m−1 K−1 at 660 K. As a result, the enhanced effective hole mass by a slight Cd-doping coupled with the extremely low lattice thermal conductivity originated from crystalline complexities lead to a high figure of merit of 1.23 at 660 K for Zn3.91Cd0.04Sb3 sample, which is comparable with the highest value reported by T. Caillat et al. [T. Caillat et al. J Phys Chem Solids 1997; 58: 1119−25]. Furthermore, this study demonstrates a simple and easily-industrialized melting combined with slow cooling technique making the high performance β-Zn4Sb3 a promising candidate for low-grade waste heat recovery.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
刚刚
CDKSEVEN发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
fj关闭了fj文献求助
刚刚
Zachary完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
李爱国应助邪恶小天使采纳,获得10
3秒前
无梦为安发布了新的文献求助10
3秒前
刘仁轨发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
养虎人发布了新的文献求助10
4秒前
hrrypeet完成签到,获得积分10
5秒前
111完成签到,获得积分10
5秒前
范范完成签到,获得积分20
5秒前
NexusExplorer应助meng采纳,获得10
5秒前
6秒前
行者完成签到,获得积分10
6秒前
CipherSage应助土大款采纳,获得10
6秒前
6秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
小白完成签到,获得积分10
8秒前
墨客完成签到,获得积分20
9秒前
9秒前
紫色奶萨完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
cherlie应助淡然的夜柳采纳,获得10
10秒前
城市公园完成签到,获得积分10
10秒前
深情安青应助养虎人采纳,获得10
11秒前
千千完成签到,获得积分10
11秒前
王梦豪发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
zzy完成签到,获得积分10
11秒前
Yoo完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
高分求助中
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 700
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Effective Learning and Mental Wellbeing 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3975165
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3519595
关于积分的说明 11198781
捐赠科研通 3255912
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1798001
邀请新用户注册赠送积分活动 877343
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 806298