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退火工藝對冷壓純SnSe功率因子的影響

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【概述】

SnSe作為氧族熱電材料的一員,熱電優值最高達到了2.6,引起了廣大科研人員的關注。 此文講述了通過冷壓純SnSe粉末形成載流子濃度為5.37x1017cm-3的多晶SnSe,并做退火處理,觀察并測試退火后樣品的形貌、電導率、塞貝克系數以及導熱系數。發現退火對微觀結構和熱電性能影響巨大,退火導致結構重新排布,提高了塞貝克系數,達到了3倍,并提高了導熱系數。在772K的熱電優值比純多晶SnSe高了0.11.

【實驗/操作方法】

使用高純度的SnSe粉末在室溫、單向壓力25.47Kgf/mm2作用下,形成塊狀固體。直徑8-10mm,厚度1-1.28mm。冷壓之后的樣品,使用Linseis的LSR-3系統原位測試樣品的塞貝克系數以及電阻率,并測試多次退火后樣品的的塞貝克系數。

【實驗結果/結論】



 

(a) 退火前樣品的XRD衍射圖;(b)退火后樣品的XRD衍射圖;(c)標準卡

 

 

(a)(b)退火前樣品中心和邊緣的SEM形貌圖;

(c)(d)退后后樣品中心和邊緣的SEM形貌圖;


 

(a)退火過程塞貝克系數隨溫度變化曲線;(b)退火過程電導率隨溫度變化曲線;(c)退火過程功率因子隨溫度變化曲線

退火對樣品影響巨大,退火前室溫塞貝克系數為150uVK-1,退火后室溫塞貝克系數為448uVK-1(第六次退火)

 


 

純多晶SnSe樣品LogK1-logT曲線

 


 

純多晶SnSe熱電優值ZT隨溫度的變化曲線。

【儀器/耗材清單】

LSR-3系統

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