Mn~(4+)掺杂对CdO多晶电、热输运性能的影响

利用固相烧结法制备了Cd_(1-x)Mn_xO(x=0、0.1%、0.3%、0.5%、0.7%)多晶块体样品并研究了Mn~(4+)掺杂对CdO多晶高温电、热输运性能的影响.实验发现,随着Mn~(4+)掺杂量的增加,样品的载流子浓度和迁移率同时增大,导致其电阻率降低、塞贝克系数变大;Mn~(4+)掺杂虽然可以降低CdO的声子热导率κp,但因为电子热导率κe的大幅上升从而使样品的总热导率κ升高.本研究结果为CdO热电性能的进一步调控及优化提供了基础.     

KBr掺杂多晶SnSe化合物热电性能的研究

采用感应熔炼结合快速感应热压方法制备了K_xSn_(1-x)SeBr_x(x=0,0.01,0.02,0.03,0.04,0.05,0.06)系列样品,研究了KBr掺杂对多晶Sn Se热电性能的影响.当温度为373 K时,x=0.05的样品电导率达到39.12 S/cm,是纯Sn Se的24倍;同时在T=810 K时获得一个较低的晶格热导率0.26 W/(m·K),峰值ZT达到了0.85,提高了70%.结果表明:KBr掺杂能有效提高Sn Se材料在中低段(300~700 K)的热电性能.     

双层钙钛矿锰氧化物La_(1.34)Sr_(1.66)Mn_(2-x)Cr_xO_7的磁性和输运性质

采用固相反应法制备了双层钙钛矿结构锰氧化物La1.34Sr1366Mn2-xCrCrxO7(x=0,0.1,0.2,0.3.0.4)多晶系列样品,XRD分析表明,所有样品均为Sr3Ti2O7型四方结构,空间群为14/mmm.随着Cr3+离子掺杂浓度的增加,该系列样品的晶胞体积单凋减小.对于少量Cr3+离子掺杂的样品(x=0.1),三维长程铁磁有序转变温度Tc3D升高,二维短程铁磁有序转变温度Tc2D降低;结构分析表明,x=0.1样品的晶格常数c最小,a最大,c/a达到极小值;样品中严重的品格畸变导致双交换作用强度的改变是其磁有序转变温度变化的主要原因.对于大量Cr3+离子掺杂的样品(x=0.3,0.4),Tc3D降低,Tc2D基本保持不变.样品在150～300K范围内电阻率随着温度的降低单凋增加,显示出绝缘体或半导体行为,并且随着Cr离子的掺杂电阻率单调增加.     

Na_xCo_2O_4热电材料的研究进展

介绍了NaxCo2O4氧化物热电材料的基本结构和热电性能,论述了NaxCo2O4热电材料的研究进展,并对NaxCo2O4材料的Na位掺杂(掺入K,Sr,Y,Nd,Sm,Yb,Ca,Ag)和Co位掺杂(掺入Ti,Rh,Pd,Pb,Mn,Ru)进行了评述·不同元素对Na位和Co位的掺杂效果的影响是不同的,但可以看出NaxCo2O4热电材料的掺杂研究有着非常好的研究价值和应用前景·     

Bi再掺杂对Mg_2Si_(0.985)Bi_(0.015)热电材料性能的影响

本文考察Bi再掺杂对Mg_2Si_(0.985)Bi_(0.015)基体的组成、微观结构以及电子输运与热导率等方面的影响。采用X线衍射仪(XRD)和电子能谱(EDS)等对样品进行表征分析。结果表明:再掺杂的Bi除部分进入Mg_2Si_(0.985)Bi_(0.015)基体外,其余在晶界处生成Mg3Bi2。由于Mg2Si中Bi量的提高使得载流子浓度增加,进而增大样品的电导率,而塞贝克系数受载流子浓度变化和杂相的影响甚微。热导率则因Bi量增加和杂相的存在略有降低。在873 K时,2%Bi再掺杂样品的最高热电优值(ZT)为0.78,比未再掺杂样品提升约10%,说明Bi再掺杂对Mg2Si基体材料热电性能有一定提升作用。     

成型压力和掺杂对Na1.4Co2O4基材料性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了Na位掺杂Sr和Li(掺杂量分别为0.1,0.2,0.3和0.4)的Nal.4Co2O4基热电材料,研究了成型压力和掺杂对Nal.4Co2O4基材料电导率、Seebeck系数和功率因子等热电性能的影响.采用XRD分析了NaxCo2O4基热电材料的相组成.研究结果表明:掺杂Sr和Li制备的Nal.4...     

Nd掺杂对La_(0.7-x)Nd_xSr_(0.3)MnO_3的结构及红外吸收谱和磁学性质的影响

采用固相反应法制备了钙钛矿型氧化物La0.7-xNdxSr0.3MnO3(x=0,0.05,0.10,0.15,0.2)多晶样品.X射线衍射(XRD)分析表明,随着钕离子掺杂浓度的增加,晶胞体积逐渐减小.样品表面形貌SEM图像显示,掺杂Nd的多晶样品的晶粒变小,而未掺杂的La0.7Sr0.3MnO3晶粒最大.红外吸收光谱测量显示,样品在574~602 cm-1范围内出现了吸收峰,且吸收峰的位置随掺杂Nd离子浓度的增加向低频方向偏移.样品的磁性质测量表明,掺杂稀土离子的半径及磁矩对La0.7Sr0.3MnO3磁电阻有明显的影响.     

Bi1.6Pb0.4Sr2CO2Oy/Ag复合块材高温热电性能

利用固相反应法制备了Pb-doped Bi2Sr2Co2Oy(Bi1.6Pb0.4Sr2 Co2Oy)/Ag多晶复合热电材料,并研究了Ag含量对样品结构和热电性能的影响.X线衍射和X线能谱分析表明,Ag主要以金属单质形式存在于Bi1.6Pb0.4Sr2Co2Oy中.适量的Ag(质量分数25％)复合能显著降低样品的电阻率,而对其塞贝克系数影响很小,从而使Bi1.6Pb0.4Sr2 Co2Oy的功率因子大幅提高;继续增大Ag的质量分数(30％),一方面会抑制Bi1.6Pb0.4Sr2 Co2Oy晶粒的生长,并使其c轴织构程度变差;另一方面会引起复合物中Ag颗粒的团聚、长大,导致其功率因子下降.Bi1.6Pb0.4Sr2 Co2Oy/Ag(质量分数25％)样品973 K时功率因子2.72×10-4 W/(m·K2),比相同温度下母体材料Bi2Sr2Co2Oy的功率因子提高了近60％.以上结果表明,在对Bi2Sr2Co2Oy掺杂的基础上同时进行金属Ag颗粒复合是提高其热电性能的有效途径之一.     

AgNO3对多晶材料La0.6Sr0.05Na0.35MnO3结构和磁性的影响

采用溶胶-凝胶法制备了多晶La0.6Sr0.05Na0.35MnO3粉体样品,用固相反应法制备了La0.6Sr0.05Na0.35MnO3+xAgNO3(x=0.08,0.16)的粉体样品,块体于1 673K烧结得到.结果在样品中发现了Ag和Mn3O4相,对母体样品的晶格常数和晶胞体积都有微小影响;样品的居里温度随掺杂AgNO3含量的增加而增加;在1.8T磁场下La0.6Sr0.05Na0.35MnO3+0.16AgNO3的块体材料在283K出现磁电阻峰值,为27%;La0.6Sr0.05Na0.35MnO3+0.08AgNO3块体也在283K左右出现峰值,为32%,在210～260K时磁电阻随温度变化不大.     

La,V掺杂对Sr2Bi4Ti5O18性能影响对比研究

采用传统固相烧结工艺,制备了掺杂量分别为0.000~1.000,0.000~0.096的La,V掺杂Sr2Bi4Ti5O18铁电陶瓷.X射线衍射结果显示,La,V对Sr2Bi4Ti5O18的A,B位掺杂都未影响材料的晶体结构.La掺杂使得材料的剩余极化2Pr逐渐降低,而V掺杂可以显著地提高2Pr.A位掺杂导致材料的居里温度明显下降,而V取代B位Ti4 离子不影响材料的居里温度.微观照片显示,Sr2Bi4Ti5O18样品由呈四方状的晶粒组成,晶粒较为均匀.La掺杂未改变晶粒的形状,而V掺杂使得晶粒呈现扁平状,且晶粒尺寸明显增大.     

Mn2+离子掺杂La0.6Sr0.1Mn1+xO3±δ钙钛矿材料性能研究

采用溶胶-凝胶法成功制备了名义成分为La0.6Sr0.1 Mn1+xO3±δ的钙钛矿锰氧化物.X射线衍射结果表明,样品具有复合相结构,其中钙钛矿为主相,尖晶石结构的Mn3O4为次相;通过Rietveld拟合方法获得了阳离子分布以及晶体结构参数.10 K下测量的比饱和磁化强度随掺杂量的增加先升高后降低,表明A位的Mn2+...     

溶胶-凝胶燃烧法合成多孔La0.95Sr0.05Ni0.05Co0.95O3的研究

采用以溶胶-凝胶燃烧法合成了钙钛矿型复合氧化物多孔材料La0.95Sr0.05Ni0.05Co0.95O3,通过XRD、SEM和BET技术考察了多孔材料的晶体结构、颗粒细度、表面形态结构、比表面积、平均孔径和平均孔体积.结果表明,采用溶胶-凝胶燃烧法合成的多孔材料归属于LaCoO3型复合氧化物.对于LaCoO3化合物,少量的A位掺杂的Sr2 和B位掺杂的Ni2 均进入了晶格,分别取代了晶格内相应位置上的La3 和Co3 .但掺杂量太大时,则形成新的晶相.La0.95Sr0.05Ni0.05Co0.95O3样品粉体的吸附脱附等温线存在一明显的滞后环,表明样品为多孔材料.多孔粉体的表面形貌显示为层片多孔结构.     

Ca和Ba掺杂对La4/3Sr5/3Mn2O7的磁电阻效应的影响

用溶胶-凝胶法制备了双层钙钛矿锰氧化物La4/3(Sr1-xAx)5/3Mn2O7 (A是Ca或者Ba,x=0,0.1,0.2)系列多晶样品,并对其结构及电、磁输运性质进行了研究.研究结果表明:Ca和Ba的掺入虽然导致绝缘体-金属(I-M)转变温度(TI-M)降低,但可以明显提高低温区的磁电阻效应.对于x=0.2的Ca或Ba掺杂的样品,在60 K以下,磁电阻值接近100 %,且为一恒定值.对于这一实验结果可以作如下解释:Ca或Ba掺杂引起了MnO6八面体的畸变,导致eg电子占据dx2-y2轨道和d3z2-r2轨道的状态偏离了x=0时的优化组合状态,铁磁性被削弱.     

Sn位Ge等电子替换对Cu_2Sn_(0.8)Zn_(0.2)S_3热电性能的影响

通过固相法结合放电等离子烧结法(SPS)制备Cu_2Sn_(0.8-x)Ge_xZn_(0.2)S_3(x=0,0.2,0.4,0.6)陶瓷块体,着重研究Ge在Sn位等电子替换对材料的晶相组成及热电性能的影响。结果表明:除生成少量的Cu2GeS3相外,大部分Ge可替代基体相中的Sn。Ge元素的增加导致了晶胞收缩,Zn元素在Sn位的掺杂量相应降低,导致载流子浓度和电导率下降,而赛贝克系数基本保持不变。相比于未替换样品,Ge替换后热导率的进一步下降主要归结于Ge替换引起结构变化(质量波动、晶格畸变与微应力)从而导致声子平均自由程的缩小。在723 K时,x=0.4的样品获得最大热电优值(0.55),相对于x=0的样品提高了约25%。     

La0.67Pb0.33Mn1-xTixO3的结构、红外及磁学性质

采用空气中固相反应烧结法制备了一系列钙钛矿结构的掺杂稀土锰氧化物La0.67Pb0.33Mn1-xTixO3(x=0,0.02,0.05,0.1,0.15,0.2)多晶样品.X射线衍射(XRD)分析和扫描电镜(SEM)观测的结果表明掺杂Ti离子浓度越大,形成多晶样品的晶粒越大,未掺杂Ti离子的La0.67Pb0.33MnO3在所有的样品中晶粒最小.红外吸收光谱测量发现样品在601 cm-1～571 cm-1范围出现了吸收峰并且峰的位置随掺杂Ti离子浓度的增加而向高频方向偏移.样品的磁性质测量表明掺杂Ti离子的浓度对材料的磁电阻有明显影响.     

机械合金化法制备Co掺杂β-FeSi_2及性能分析

用机械合金化法成功制备了配比为Fe1-xCoxSi2(x=0.04,0.05,0.06)的N型β-FeSi2基热电材料.研究结果表明:在球料质量比为80∶ 1,球磨速度为400 r/min的条件下,球磨20 h的粉体发生完全合金化,生成β-FeSi2,α-Fe2Si5和ε-FeSi的合金相;经过1 373 K退火2 h,再结合1 073 K退火2 h的热处理后,可完全获得晶粒细小的N型块状β-FeSi2;随着测量温度的升高,Fe1-xCoxSi2试样的Seebeck系数α和电导率σ增大,热导率κ降低,无量纲热电优值ZT随温度升高而明显增大;随着掺杂量的增加,材料的电导率σ增大,热导率κ降低,σ/κ比值得到提高,但Seebeck系数α降低;当T=695 K,掺杂量x=0.04时,Seebeck系数α的最大绝对值为227 μV/K;具有最佳热电优值的材料为Fe0.95Co0.05Si2.     

Ag掺杂类钙钛矿Ca(Mn_2Cu_1)Mn_4O_(12)的电磁性能

采用固相反应法制备了系列Ca(Mn2Cu1)Mn4O12/mAg2O多晶类钙钛矿锰氧化物。X射线衍射表明,m≤0.3的样品呈比较纯净的类钙钛矿相,而m>0.3的样品,是由类钙钛矿和金属Ag相组成的复合物。所有样品呈现半导体导电性质,电阻率低于未掺杂的Ca(Mn2Cu1)Mn4O12样品。居里温度测量表明,随着Ag掺杂量的增加,样品的居里温度逐渐升高。对于m=0.3和m=0.6的样品,120K温度和1T磁场下磁电阻比可达-10%左右。     

自旋梯状化合物Sr14(Cu1-xZnx)24O41的电输运及磁学性质

采用标准固相反应法制备了Sr14(Cu1-xZnx)24O41(x=0, 0. 01, 0. 02, 0. 03)系列多晶样品. X射线衍射谱表明所有样品均呈单相,且样品晶格常数大小随Zn掺杂量x的变化存在微弱波动. X射线光电子能谱表明Sr14Cu24O41中Cu离子以+2价形式存在,Zn掺杂对体系中Cu离子化合价不造成影响. 磁化率测量结果表明在10~300 K温度范围内Zn掺杂使体系磁化率降低,拟合结果表明随着Zn掺杂量x的增大,居里-外斯项对体系磁化率贡献逐渐减弱,二聚体耦合能JD 逐渐降低,每个分子中CuO2 自旋链内二聚体个数ND 与自由Cu2+离子自旋数NF 均逐渐减少,进一步分析显示替换二聚体内Cu2+离子的Zn2+离子数少于替换自由Cu2+离子的Zn2+离子数. 电阻率测量结果表明Sr14Cu24O41体系具有半导体特性,并且Zn掺杂会使体系电阻率降低,降低程度随掺杂量x增大而增大,但并未使体系发生金属- 绝缘体转变. 认为电阻率降低可能是由于Zn2+离子掺杂使体系内CuO2 自旋链中二聚体发生退耦,破坏了电荷有序超结构,从而使更多的空穴释放出来并转移到导电性好的Cu2O3自旋梯子中所致.     

Ag,Er,Cu双掺杂对Ca3Co2O6热电性能的影响

采用溶胶 凝胶法和常压烧结技术, 制备一系列钴基氧化物热电材料Ca₃Co₂O₆和Ca_2.85M_0.15Co_2-yCu_yO₆(M=Ag,Er; y=0,0.1,0.2), 并通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)考察样品的物相组成和微观形貌, 在300~1 000 K测定样品的电导率和Seebeck系数, 分析掺杂不同元素对复合物热电性能的影响. 结果表明: 制备的所有材料均为单一物相, 结构致密; 不同双掺杂元素对材料的热电性能均有提升作用; 当Ag⁺和Cu²⁺的掺杂量分别为0.15,0.2时, 可获得最优的热电性能, Ca_2.85Ag_0.15Co_1.8Cu_0.2O₆在965 K时的功率因子为71 μW/(K₂·m).     

Ag掺杂类钙钛矿Ca(Mn2Cu1)Mn4O12的电磁性能

采用固相反应法制备了系列Ca（Mn2Cu1）Mn4O12／mAg2O多晶类钙钛矿锰氧化物。X射线衍射表明,m≤0．3的样品呈比较纯净的类钙钛矿相,而m〉0.3的样品,是由类钙钛矿和金属Ag相组成的复合物。所有样品呈现半导体导电性质,电阻率低于未掺杂的Ca（Mn2Cu1）Mn4O12样品。居里温度测量表明,随着Ag掺杂量的增加,样品的居里温度逐渐升高。对于m=0．3和m=0．6的样品,120K温度和1T磁场下磁电阻比可达-10％左右。