CaAl2Si2型结构(Ba,K)Cd2As2的热电性能
材料科学
2018-11-28 v1
摘要
采用固相反应结合热压法制备了结晶于CaAl2Si2型结构(空间群P3-m1)的砷基Zintl化合物Ba1-xKxCd2As2。我们成功以K替代Ba至x = 0.08，产生空穴载流子掺杂浓度高达1.60*10^20 cm^-3。由电阻率的温度依赖性确定非掺杂BaCd2As2的带隙值为0.40 eV。电阻率和Seebeck系数均随空穴掺杂而降低，导致x = 0.04时在762 K下功率因子值为1.28 mW m^-1 K^-2。第一性原理能带计算表明，较大的功率因子主要源于由As p_x,y轨道构成的能带的两重简并以及价带顶处的各向异性能带结构。晶格热导率通过K掺杂抑制至x = 0.08时在773 K下为0.46 W m^-1 K^-1，推测源于随机性。随机性的影响被电子热导率的增加所补偿，使总热导率大致保持恒定。结果，无量纲品质因数ZT在x = 0.04时于762 K达到最大值0.81。
引用
@article{arxiv.1811.10867,
title = {Thermoelectric properties of (Ba,K)Cd2As2 crystallized in the CaAl2Si2-type structure},
author = {H. Kunioka and K. Kihou and H. Nishiate and a A. Yamamoto and H. Usui and K. Kuroki and C. H. Lee},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.10867},
year = {2018}
}
备注
7 pages, 9 figures