School of Materials Science and Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China
Mg2(Si,Sn)合金热电材料具有成本低廉、环境友好等优点, 作为一种绿色环保的中温区热电材料一直受到广泛关注。在Mg2(Si,Sn)基材料中掺杂大剂量Sb可诱发Mg空位, 从而有效降低材料的热导率, 但同时Seebeck系数也会降低。研究采用高温熔炼及真空热压法成功合成了Mg2.12-ySi0.4Sn0.5Sb0.1Zny (y=0~0.025)试样, 通过在大剂量Sb掺杂的Mg2(Si,Sn)基材料中添加Zn元素, 研究了大剂量Sb和微量Zn双掺杂对材料电声输运特性的综合影响。研究结果表明, Zn-Sb双掺杂可通过有效抑制材料电子热导率的方法大幅降低Mg2(Si,Sn)合金材料的总热导率, 与此同时明显提高掺Zn试样的塞贝克系数以弥补其电导率的损失, 维持材料较为优异的电学性能。最终, 热导率的大幅优化及电学性能的维持实现了材料综合热电性能的显著提升, 其中, 成分为Mg2.095Si0.4Sn0.5Sb0.1Zn0.025的材料在823 K下热电优值ZT达到1.42。
thermoelectric materials Mg2(Si Sn) alloy zinc-antimony doping figure of merit 热电材料 Mg2(Si Sn)合金 Zn-Sb双掺杂 热电优值
1 云南师范大学 可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室, 昆明 650500
2 云南机电职业技术学院, 昆明 650203
3 电子科技大学中山学院 电子薄膜与集成器件国家重点实验室中山分实验室, 广东 中山 528400
基于多靶射频磁控溅射技术, 结合快速光热退火后处理制备了Sb掺杂Si3N4基Si量子点(Si-QDs)薄膜。采用透射电镜、掠入射X射线衍射、拉曼光谱和光致发光光谱等手段对薄膜的微结构和发光特性进行了研究, 分析了Sb掺杂对Si-QDs薄膜的微结构和发光特性的影响规律.结果表明, Sb掺杂表现出明显的诱导晶化作用.掺杂的Sb有助于Si原子在Si3N4基质中的扩散并形成Si-QDs.随着Sb掺杂量的增加, Si-QDs的尺寸逐渐增大, 薄膜的结晶率Xc有效提高, 其PL谱峰随之增强, 谱峰的半高峰宽逐渐变窄; 由于Si-QDs尺寸的增加还导致PL发光谱峰位产生红移.
射频磁控溅射 硅量子点 氮化硅薄膜 锑掺杂 RF magnetron sputtering Silicon quantum dots Silicon nitride films Antimony doping
