Ca_9Zn_(4.5-δ)Sb_9(0<δ<0.5)化合物Sr/Eu阳离子掺杂与热电性质

作为一种非常有前景的热电材料, Ca_9Zn_(4.5-δ)Sb_9(0δ0.5)相较于其他材料有着成本低、环保高效等优势.以往研究表明间隙金属元素在该体系中起着关键作用,然而由于其狭窄的域值范围制约了Ca_9Zn_(4.5-δ)Sb_9的性质调控.本文用原子半径更大的阳离子Sr/Eu来取代少量Ca,使其Seebeck系数和电学性质得以同步增强,得到了间接调控间隙原子的结果.载流子测试表明,载流子浓度有轻微降低,而载流子迁移率有着明显提升,这与增大的晶体热导性质都表明晶体结构发生了明显变化.对Ca_(9-x)Sr_(x)Zn_(4.5-δ)Sb_9系列进行了单晶X射线衍射测试,结果表明随Sr含量增大晶格参数有增大趋势,间隙Zn原子浓度上升,材料热电性能得到协同优化.最终掺杂样品中, Ca_(8.2)Eu_(0.8)Zn_(4.5-δ)Sb_9在873 K得到最大热电优值(ZT)约为0.81.