Sb 掺杂 TiFe2Sn Heusler 化合物的合成与结构表征
材料科学
2018-07-17 v2
摘要
Heusler 化合物构成了数量众多的一类金属间化合物，包括组成为 ABC 和 AB2C 的两个族，通常分别称为半 Heusler 和全 Heusler 化合物。鉴于其可通过调整化学组成而调控的电子性质，这类材料目前被认为可用于太阳能和热电转换等可持续技术。根据理论预测，在全 Heusler 化合物 TiFe2Sn 中进行 Sb 替代有望引起能带结构改变，从而增强热电功率因子。本工作中，我们测试了此类重掺杂化合物的相稳定性以及结构与显微组织性质。我们通过电弧熔炼并随后退火合成了多晶 TiFe2Sn1-xSbx 样品（x=0、0.1、0.2 和 1.0）。由 X 射线粉末衍射和显微分析进行的表征确认了所有样品中均形成了 Heusler AB2C 结构（cF16，Fm-3m，原型：MnCu2Al），仅含百分之几的少量次生相，且仅有轻微偏离名义化学计量比。随着 Sb 替代量增加，我们发现晶格参数持续减小，证实替代发生在 Sn 位点。颇为反常的是，铸态样品比退火样品表现出更高的晶格收缩。完全替代的 x=1.0 化合物同样采取 MnCu2Al 结构，但未以化学计量相形成，且结果表现为强烈缺 Fe。室温下的物理行为表明，随退火温度升高，电输运与热电输运均得到改善。此外，与未掺杂的 x=0 样品相比，我们在 x=0.1 样品中测得电学与热电性质略有改善，而在 x=0.2 样品中则受到抑制。
引用
@article{arxiv.1807.04545,
title = {Synthesis and structural characterization of Sb-doped TiFe2Sn Heusler compounds},
author = {M. Pani and I. Pallecchi and C. Bernini and N. Ardoino and D. Marré},
journal= {arXiv preprint arXiv:1807.04545},
year = {2018}
}
备注
17 pages, 7 figures, submitted to Journal of Materials Engineering and Performance (2018)