Percolation Process-Mediated Rich Defects in Hole-Doped PbSe with Enhanced Thermoelectric Performance

兴奋剂 热电效应 材料科学 塞贝克系数 掺杂剂 间质缺损 光电子学 热电材料 渗流理论 凝聚态物理 复合材料 电导率 化学 热导率 物理化学 物理 热力学
作者
Jinchang Sun,Ruoyu Wang,Wenjun Cui,Hongyao Xie,Tingting Luo,Hui Bai,Xiaodie Zhao,Zhiquan Chen,Xiahan Sang,Xiaojian Tan,Xinfeng Tang,Gangjian Tan
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:34 (14): 6450-6459 被引量:16
标识
DOI:10.1021/acs.chemmater.2c01142
摘要

PbSe–SnSe solid solutions have been extensively investigated in the fields of topological physics, optoelectronic conversion, and thermoelectric technology. In this study, we show that minute Sn-doped Pb0.98Na0.02Se behaves quite differently from conventional solid solutions. A dilute amount of Sn dopants induces rich defects (substitutional Sn atoms, interstitial Sn atoms, and cation vacancies) in hole-doped PbSe. Moreover, with growing concentration of Sn, the dominated defect type varies accordingly due to the percolation process of dopants, leading to anomalies in the dependences of thermoelectric properties on compositions. These rich defects increase the thermoelectric performance of p-type PbSe by (i) enhancement of Seebeck coefficient through increased density of states by interstitial Sn atoms; (ii) reduction of lattice thermal conductivity through strong point defect scattering mostly contributed by interstitial Sn atoms and cation vacancies. Moreover, the dynamic migrations of Sn atoms from the interstitial sites to regular lattice sites at elevated temperatures (>623 K) give rise to diffusion-like atomic vibrations that frustrate heat conduction further. Consequently, 1 mol % Sn doping in Pb0.98Na0.02Se yields 20% improvement of thermoelectric performance. This work demonstrates that dilute doping-induced percolation phenomena should be taken into consideration when developing efficient thermoelectric materials.

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
谨慎映容发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
隐形曼青应助从心采纳,获得10
2秒前
wanci应助zeefly7采纳,获得10
4秒前
5秒前
魏儒蕾发布了新的文献求助10
5秒前
Hello应助文俊伟采纳,获得10
5秒前
5秒前
6秒前
7秒前
8秒前
eureka发布了新的文献求助30
9秒前
9秒前
玊尔发布了新的文献求助30
9秒前
郝好发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
李w发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
尊敬艳一发布了新的文献求助20
11秒前
StayLow发布了新的文献求助10
11秒前
皮皮团发布了新的文献求助10
12秒前
yiyi发布了新的文献求助10
12秒前
APTX4869完成签到,获得积分10
12秒前
spwan发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
zeefly7发布了新的文献求助10
14秒前
初景发布了新的文献求助200
15秒前
shenmizhe完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
16秒前
18秒前
最好的麦考米克完成签到,获得积分10
18秒前
蕉虑不慌完成签到,获得积分10
19秒前
21秒前
星辰大海应助舒心的鞋子采纳,获得10
21秒前
Aga_Sea完成签到,获得积分10
21秒前
杨三多发布了新的文献求助10
22秒前
zeefly7完成签到,获得积分10
23秒前
相信柯学完成签到,获得积分10
23秒前
林林林完成签到 ,获得积分10
23秒前
高分求助中
Adhesion Science: Principles & Practice 1234
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Introduction to Cosmetic Formulation and Technology, 2nd Edition 400
Petrology and Plate Tectonics,2025 400
Burger's Medicinal Chemistry and Drug Discovery 400
A Step-by-Step Guide to Qualitative Data Coding 2nd Edition 400
Programming for Chemical Engineers Using C, C++, and MATLAB 320
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6701555
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8443258
关于积分的说明 18036152
捐赠科研通 5937483
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2989141
邀请新用户注册赠送积分活动 1965023
关于科研通互助平台的介绍 1908708