SrTiO3-SrNbO3 固溶体体系的热电相图
材料科学
2017-05-18 v1
摘要
热电能量转换——利用塞贝克效应将废热转化为电能——已吸引越来越多的研究关注用于能量收集技术。铌掺杂钛酸锶（SrTi1-xNbxO3）是最有前途的热电材料候选之一，特别是与基于重金属元素的材料相比，它带来的环境风险小得多。二维电子限域，例如通过形成超晶格或二维电子气，被认为是提高 SrTi1-xNbxO3 热电性能的有效策略。尽管电子限域与电子结构密切相关，但 SrTi1-xNbxO3 固溶体体系的基本电子相行为尚待全面研究。在此，我们呈现了 SrTi1-xNbxO3（0.05 =< x =< 1）固溶体体系的热电相图，该相图源自对外延薄膜的表征。我们在该体系中观察到两个热电相边界，它们分别源于 x ~ 0.3 处载流子有效质量的阶跃状下降，以及 x ~ 0.5 处载流子弛豫时间的局部最小值。这些相边界的起源被认为与等价/异价 B 位替代有关：对于 x < 0.3 的组成，抛物型 Ti 3d 轨道主导电子传导，而 x > 0.3 时 Nb 4d 轨道主导。在 x ~ 0.5 处，晶格的四方畸变（其中 B 位由 Ti4+ 和 Nb4+ 离子组成）导致尾状杂质带的形成，使电子散射最大化。这些结果为进一步研究改善 SrTi1-xNbxO3 的热电性能提供了基础。
引用
@article{arxiv.1704.03613,
title = {Thermoelectric phase diagram of the SrTiO3-SrNbO3 solid solution system},
author = {Yuqiao Zhang and Bin Feng and Hiroyuki Hayashi and Tetsuya Tohei and Isao Tanaka and Yuichi Ikuhara and Hiromichi Ohta},
journal= {arXiv preprint arXiv:1704.03613},
year = {2017}
}
备注
20 pages, 6 figures