研究中發現,通過適當的退火工藝,可以有效調控Sb2Te3(GeTe)n基材料中陽離子缺陷的類型,該工作運用球差矯正電子顯微鏡的原位觀測技術及高角暗場掃描透射電鏡技術(in situ/HAADF-STEM)等, 通過比對退火前后的樣品及在電鏡下模擬退火過程,清楚地追蹤到樣品中陽離子缺陷由短程的點缺陷聚集演化成長程的面缺陷的過程,使得調控樣品內載流子濃度降低到合適的程度,最終達到優化材料性能的目的。
? 該項工作使得Sb2Te3(GeTe)n基熱電材料的總體性能大幅提升。據悉,熱點材料優值ZT越高,其轉換效率越高。在溫度達到773K時,熱電材料優值ZT達到了2.4,在323~773K較寬的工作溫度區間內,材料的平均ZT高達1.51,能夠滿足中溫區熱電材料在商業應用中對性能的需求,有望解決Sb2Te3(GeTe)n基熱電材料效率較低的問題。
本研究成果在目前熱電材料亟待推廣的低品位廢熱發電方向以及未來有可能實現的可穿戴自驅動電子器件與智能傳感設備方面有較大的應用前景。
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