CdSnAs2中sphalerite- chalcopyrite相变的控制，用于高功率因子的n型热电材料
材料科学
2024-12-03 v1
摘要
热电（TE）材料的实际应用受限于n型材料的高性能开发水平低于其p型对应物。Chalcopyrite CdSnAs2是一种具有窄能隙约0.2 eV和异常高电子迁移率的n型半导体，适合用于热电。本研究中，我们考察了CdSnAs2的晶体生长、微结构和热电性能。与单向熔体生长的常规理论不同，CdSnAs2在较高冷却速率下的样品晶体性更好，而在冷却得较慢的样品中观察到一些裂纹。热力学分析明确了在慢冷却固化后发生从sphalerite到chalcopyrite的相变，导致由于相之间晶格不匹配而产生位错和裂纹。对快速冷却的分析表明，超冷降低了固化温度并产生适当的微结构。因此，在最高冷却速率（7.6 K/min）下生长的样品在600 K时实现了3.18 mW/mK^2的超高功率因子，在682 K时实现了0.62的峰值zT。在功率因子方面，CdSnAs2超过了传统的二元n型TE材料如SnSe和PbTe，证明了CdSnAs2是中温TE应用的高潜力候选材料。
引用
@article{arxiv.2412.00940,
title = {Control of sphalerite-chalcopyrite phase transition in CdSnAs2 for n-type thermoelectrics with high power factor},
author = {Shoki Kishida and Norihiko. L. Okamoto and Ryoji Katsube and Akira Nagaoka and Yoshitaro Nose},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.00940},
year = {2024}
}