通過制備合適比例的Bi2Te3與GeTe的合金,人為地向體系中引入了大量的Ge空位缺陷,且如圖所示,運用球差矯正電子顯微鏡的觀測技術可以清楚地觀測到這些Ge空位的前驅體空位“簇”。通過合適的熱處理優化過程,研究人員還追蹤到此類前驅體逐步演化成van der Waals gap空位面缺陷的過程。這些面缺陷會在材料內部誘導產生大量呈負電性的新的180度鐵電疇結構,平衡材料內由載流子濃度過高導致的過剩的正電性,最終達到優化材料性能的目的。最終,該項工作使得GeTe基熱電材料的總體性能大幅提升,在溫度達到773K時,該體系熱電材料優值ZT達到了2.4,相比于優化前,提升了60%;在323~773K較寬的工作溫度區間內,材料的平均ZT高達1.28,相比于優化前整整提升了一倍,達到了中溫區熱電材料在商業應用中對性能的需求,使其成為中溫區優良的候選材料。
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