(1-x)LaCoO3/(x)La0.7Sr0.3CoO3复合材料中热电性能的改善

理想热电系统需要高塞贝克系数 ($S$)、大电导率 ($\sigma$) 和低热导率 ($\kappa$) 以实现高品质因数 ($zT$)，但由于热电参数相互依赖，单一系统难以实现。复合材料方法有望调控热电参数。本研究讨论了 (1-x)LaCoO3/(x)La0.7Sr0.3CoO3 ($0.00 \leq x \leq 0.05$) 复合材料的热电性能。结构分析证实复合材料中存在独立相，电子显微镜分析进一步支持了这一结果。X射线光电子能谱分析表明，母体 LaCoO3 系统中存在氧空位 ($V_O$)，且随着复合材料中 La0.7Sr0.3CoO3 (LSCO) 的加入而增加。$V_O$ 的增加提高了钴的简并态，从而改善了复合材料的 $S$。$S$ 和 $\sigma$ 随温度的变化与自旋态转变一致，并显示这两个参数之间的相关性。复合材料中球磨 La0.7Sr0.3CoO3 的加入导致 $\kappa$ 和 $\sigma$ 降低，分别归因于增强的声子-声子和载流子散射。$S$ 增强和 $\kappa$ 降低的协同效应使得复合材料在 800 K 时的 $zT$ 相比母体 LaCoO3 系统提高了五倍。该方法还提高了基于 LaCoO3 系统的工作温度。