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具有本征低晶格热导率的硫化银快离子导体的热电性能

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王拓, 陈弘毅, 仇鹏飞, 史迅, 陈立东. 2019: 具有本征低晶格热导率的硫化银快离子导体的热电性能, 物理学报, 68(9): 12-20. doi: 10.7498/aps.68.20190073
引用本文: 王拓, 陈弘毅, 仇鹏飞, 史迅, 陈立东. 2019: 具有本征低晶格热导率的硫化银快离子导体的热电性能, 物理学报, 68(9): 12-20. doi: 10.7498/aps.68.20190073
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Wang Tuo, Chen Hong-Yi, Qiu Peng-Fei, Shi Xun, Chen Li-Dong. 2019: Thermoelectric properties of Ag2S superionic conductor with intrinsically low lattice thermal conductivity, Acta Physica Sinica, 68(9): 12-20. doi: 10.7498/aps.68.20190073
Citation: Wang Tuo, Chen Hong-Yi, Qiu Peng-Fei, Shi Xun, Chen Li-Dong. 2019: Thermoelectric properties of Ag2S superionic conductor with intrinsically low lattice thermal conductivity, Acta Physica Sinica, 68(9): 12-20. doi: 10.7498/aps.68.20190073
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具有本征低晶格热导率的硫化银快离子导体的热电性能

  • 中国科学院上海硅酸盐研究所,高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室,上海200050;中国科学院大学,材料与光电研究中心,北京100049

  • 中国科学院上海硅酸盐研究所,高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室,上海200050

  • 中国科学院上海硅酸盐研究所,高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室,上海200050;中国科学院大学,材料与光电研究中心,北京100049;上海交通大学,材料科学与工程学院,上海200240

Thermoelectric properties of Ag2S superionic conductor with intrinsically low lattice thermal conductivity

  • 摘要: 硫化银(Ag2S)是一种典型的快离子导体材料,前期关于Ag2S的研究主要集中在光电和生物等领域.最近的研究表明,α-Ag2S具有和金属一样的良好延展性和变形能力.但是,Ag2S的热电性能尚无公开报道.本工作合成了单相Ag2S化合物,系统研究了其在300-600 K范围的物相变化、离子迁移特性和电热输运性质.研究发现,Ag2S在300-600 K温度区间表现出半导体的电输运性质.由于单斜-体心立方相晶体结构转变,Ag2S的离子电导率、载流子浓度、迁移率、电导率、泽贝克系数等性质在455 K前后出现急剧变化.在550 K,Ag2S的功率因子最高可达5μW·cm-1·K-2.Ag2S在300-600 K温度区间均表现出本征的低晶格热导率(低于0.6 W·m-1·K-1).S亚晶格中随机分布的类液态Ag离子是导致β-Ag2S体心立方相具有低晶格热导率的主要原因.在573 K,Ag2S的热电优值可达0.55,与Ag2Se,Ag2Te,CuAgSe等已报道的Ag基快离子导体热电材料的性能相当.
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出版历程

具有本征低晶格热导率的硫化银快离子导体的热电性能

  • 中国科学院上海硅酸盐研究所,高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室,上海200050;中国科学院大学,材料与光电研究中心,北京100049
  • 中国科学院上海硅酸盐研究所,高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室,上海200050
  • 中国科学院上海硅酸盐研究所,高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室,上海200050;中国科学院大学,材料与光电研究中心,北京100049;上海交通大学,材料科学与工程学院,上海200240

摘要: 硫化银(Ag2S)是一种典型的快离子导体材料,前期关于Ag2S的研究主要集中在光电和生物等领域.最近的研究表明,α-Ag2S具有和金属一样的良好延展性和变形能力.但是,Ag2S的热电性能尚无公开报道.本工作合成了单相Ag2S化合物,系统研究了其在300-600 K范围的物相变化、离子迁移特性和电热输运性质.研究发现,Ag2S在300-600 K温度区间表现出半导体的电输运性质.由于单斜-体心立方相晶体结构转变,Ag2S的离子电导率、载流子浓度、迁移率、电导率、泽贝克系数等性质在455 K前后出现急剧变化.在550 K,Ag2S的功率因子最高可达5μW·cm-1·K-2.Ag2S在300-600 K温度区间均表现出本征的低晶格热导率(低于0.6 W·m-1·K-1).S亚晶格中随机分布的类液态Ag离子是导致β-Ag2S体心立方相具有低晶格热导率的主要原因.在573 K,Ag2S的热电优值可达0.55,与Ag2Se,Ag2Te,CuAgSe等已报道的Ag基快离子导体热电材料的性能相当.

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