Sb 掺杂 AlFe$_2$B$_2$ 的热电性质

本工作中，在 300 K 至 773 K 温度范围内研究了 Al$_{1.2}$Fe$_2$B$_2$ 化合物的热电性质。Al$_{1.2}$Fe$_2$B$_2$ 化合物通过 Al、Fe 和 B 的真空电弧熔炼并在 1323 K 氩气气氛下退火制备。退火铸锭随后被粉碎成粉末并在 1273 K 真空下热压。热压合金主要包含 Al$_{1.2}$Fe$_2$B$_2$ 相以及少量 FeB，而后者在 Al$_{1.2}$Fe$_2$B$_2$ 中掺杂 0.1% Sb 后进一步减少。原始 Al$_{1.2}$Fe$_2$B$_2$ 表现出 n 型电导，在 773 K 处最大品质因数（zT）为 0.03。Sb 掺杂提高了高温下的 Seebeck 系数，并降低了整个研究温度范围内的声子热导率。声子热导率的下降归因于 Fe 与 Sb 原子间质量波动引起的点缺陷声子散射。尽管在 Al$_{1.2}$Fe$_2$B$_2$ 中溶解有限并形成 FeSb$_2$ 次生相，Fe 位 0.1 at% Sb 掺杂仍使 773 K 下的 zT 提升至 0.056。