惰性气体离子注入诱导CuI中塞贝克系数与载流子浓度解耦的缺陷工程

碘化亚铜CuI是透明电子学和热电发电机领域领先的p型无毒且地壳丰度高的半导体材料。缺陷在决定材料的载流子浓度、散射过程以及因此的热电性能方面起着关键作用。通过缺陷工程的结果，薄膜CuI的功率因数在惰性气体离子（Ne、Ar、Xe）注入后从$332\pm32\ \mu\text{Wm}^{-1}\text{K}^{-2}$提升至$578\pm58\ \mu\text{Wm}^{-1}\text{K}^{-2}$。功率因数的提升源于通过改变散射机制实现的塞贝克系数与电导率的解耦。离子注入导致弗伦克尔缺陷对的大量产生，发现其能够抑制CuI中的补偿施主，密度泛函理论计算也支持了这一情形。补偿施主的抑制使得霍尔载流子浓度显著提升，从$6.5\times10^{19}\pm0.1\times10^{19}\ \text{cm}^{-3}$增至$11.5\times10^{19}\pm0.4\times10^{19}\ \text{cm}^{-3}$。本工作通过离子注入引入有益点缺陷，为CuI作为透明导电材料在电子学和热电发电机领域的发展迈出了重要一步。