Se位成分改變對多晶SnSe熱電性質影響的研究.pdf

1、熱電材料是一種可以實現(xiàn)熱能和電能相互轉化的功能材料。在能源日益枯竭的今天，發(fā)展新的能源材料具有重大意義。在過去的幾十年以來，研究者一直在尋找高熱電性能的熱電材料。2014年發(fā)表的一篇關于單晶SnSe的文獻報道中指出，這種材料具有十分優(yōu)異的熱電性能。自此單晶SnSe受到研究者的廣泛關注。但是考慮到單晶不適合大規(guī)模生產、制備復雜、機械性能差等因素，多晶SnSe也就吸引了研究的目光。但是與單晶SnSe相比，多晶SnSe的熱電性能要差很多，需要

2、進一步的提升。本論文用簡單的方法制備了高質量的多晶SnSe材料，并且通過Se位成分的改變，使多晶SnSe的熱電性能得到提升，文中對產生的熱電現(xiàn)象與其中包含的物理機制進行了分析。
　?。?）采用加熱、高壓的方法制備多晶SnSe，將原料放在抽真空的石英管中加熱反應，然后用兩面頂壓機加壓得到多晶SnSe樣品。研究樣品的熱電性質，發(fā)現(xiàn)多晶SnSe樣品表現(xiàn)出典型的p型半導體特性，具有較低的熱導率，隨溫度的變化關系為當溫度升高時熱導率先增加后

3、減小，在溫度為52.1K時存在極值點，此時熱導率為1.61W/K·m。研究結果表明多晶SnSe的熱電性質與單晶相比要差，需要進一步的提升。
　?。?）在材料的制備過程中，改變Sn與Se原料的化學比例，使其偏離正常比例。通過控制Se含量的過量和不足，實現(xiàn)改變材料中的載流子濃度，在晶界處加入Sn原子。實驗結果表明，Se含量過量較多時獲得SnSe/SnSe2復合材料，由于材料中電子濃度的增加，樣品由p型轉換為n型。成功的使樣品實現(xiàn)了p、

4、n型轉換，這可為實際應用提供幫助。Se含量不足時，表現(xiàn)為過量的Sn原子存在于樣品的晶界處，材料的電學和熱學性質發(fā)生變化。通過研究得出Sn過量1％和2%的樣品，在一定溫度范圍內，與正常比例的SnSe相比，熱電性能也得到了提升。
　?。?）對多晶SnSe實現(xiàn)硒位摻雜碘元素，摻雜濃度為1%、2%、3%。由于摻雜引起的多數(shù)載流子（空穴）濃度減少，導致樣品的熱電參數(shù)發(fā)生變化。文中分析了載流子濃度對熱電參數(shù)的影響。
　　通過本文的研究，