Bi-Te 热电体系的相变与形貌研究

Vishal Thakur; Kanika Upadhyay; Ramanpreet Kaur; Navdeep Goyal; Sanjeev Gautam

doi:10.1016/j.mtadv.2020.100082

Bi-Te 热电体系的相变与形貌研究

材料科学 2020-07-27 v2 应用物理

作者: Vishal Thakur , Kanika Upadhyay , Ramanpreet Kaur , Navdeep Goyal , Sanjeev Gautam

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摘要

热电（TE）材料中二次相的优化有助于材料效率的改善。作为低温热电应用的潜在候选者，碲化铋（Bi $_2$ Te $_3$ ）纳米颗粒通过不同路线和工艺合成以优化其纯单相。借助 X 射线衍射（XRD）、Rietveld 精修和场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）对结构和形貌行为进行系统表征，而对所选最纯样品测量了 Seebeck 系数、电导率和功率因子等热电性能。样品 XRD 图谱的 Rietveld 精修显示，共沉淀法仅形成了少量（ $\sim$ 1.6\%）的 Bi $_2$ Te $_3$ ，而水热技术随合成时长增加该相含量。本工作聚焦于在恒定温度下 Bi $_2$ Te $_3$ 随合成时长增加的相演化，以及反之的情况。XRD 与 Rietveld 精修表明，水热技术（150 $^\circ$ C 下 48 小时）可合成最纯样品（本例中为 84\% Bi $_2$ Te $_3$ 相）。FE-SEM 与能量色散 X 射线分析揭示体系中杂质相在数量上减少，且氧的原子百分比由 37\% 降至 11\% 佐证了这一点；此外还发现粒径随温度升高而减小。所选样品的电导率约为纯 Bi $_2$ Te $_3$ 相的 20 倍，而 Seebeck 系数约为其 3 倍低。详细分析归纳了 Bi $_2$ Te $_3$ 相演化中通过 Bi 扩散进入 Te 纳米棒形成六方 Bi $_2$ Te $_3$ 的生长机制。

关键词

碲化铋热电材料相变水热合成 Rietveld 精修 Seebeck 系数形貌

引用

@article{arxiv.1909.08613,
  title  = {Investigating Phase Transition and Morphology of Bi-Te Thermoelectric System},
  author = {Vishal Thakur and Kanika Upadhyay and Ramanpreet Kaur and Navdeep Goyal and Sanjeev Gautam},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1909.08613},
  year   = {2020}
}

备注

10 pages, 17 figures, 4 tables

Bi-Te 热电体系的相变与形貌研究

摘要

关键词

引用

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