Bi/TiO2 核/壳纳米线中半金属到半导体的转变
应用物理
2020-07-24 v1
摘要
我们展示了对单个铋基（Bi基）核/壳纳米线的完整热电与结构表征。研究了应变对不同直径的铋/二氧化钛（Bi/TiO2）纳米线的电导率、绝对塞贝克系数和热导率温度依赖性的影响，并与铋（Bi）和铋/碲（Bi/Te）纳米线以及块体铋进行比较。表面、晶体缺陷以及核与壳之间界面的散射使室温下的电导率降至块体值的 5% 以下，热导率降至块体值的 25% 至 50% 以下。由于压应变，Bi/TiO2 核/壳纳米线表现出电导率随温度降低而下降，与 Bi 和 Bi/Te 纳米线相反。我们发现由 TiO2 壳层诱导的压应变可导致铋的带隙打开，使室温下绝对塞贝克系数相比块体提高 10% 至 30%。在半导体态下，活化能被确定为 |41.3±0.2| meV。我们表明，若应变超过弹性极限，由于晶格弛豫，半金属态将恢复。
引用
@article{arxiv.2007.11951,
title = {Semimetal to semiconductor transition in $\text{Bi}/\text{TiO}_{2}$ core/shell nanowires},
author = {M. Kockert and R. Mitdank and H. Moon and J. Kim and A. Mogilatenko and S. H. Moosavi and M. Kroener and P. Woias and W. Lee and S. F. Fischer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.11951},
year = {2020}
}