Mn掺杂后三元黄铜矿结构半导体CuInTe2的缺陷特征与热电性能?

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王鸿翔, 应鹏展, 杨江锋, 陈少平, 崔教林. 2016: Mn掺杂后三元黄铜矿结构半导体CuInTe2的缺陷特征与热电性能?, 物理学报, 65(6): 283-290. doi: 10.7498/aps.65.067201
引用本文: 王鸿翔, 应鹏展, 杨江锋, 陈少平, 崔教林. 2016: Mn掺杂后三元黄铜矿结构半导体CuInTe2的缺陷特征与热电性能?, 物理学报, 65(6): 283-290. doi: 10.7498/aps.65.067201
Wang Hong-Xiang, Ying Peng-Zhan, Yang Jiang-Feng, Chen Shao-Ping, Cui Jiao-Lin. 2016: Defects and thermo electric p erformance of ternary chalcopyrite CuInTe2-based semiconductors dop ed with Mn, Acta Physica Sinica, 65(6): 283-290. doi: 10.7498/aps.65.067201
Citation: Wang Hong-Xiang, Ying Peng-Zhan, Yang Jiang-Feng, Chen Shao-Ping, Cui Jiao-Lin. 2016: Defects and thermo electric p erformance of ternary chalcopyrite CuInTe2-based semiconductors dop ed with Mn, Acta Physica Sinica, 65(6): 283-290. doi: 10.7498/aps.65.067201

Mn掺杂后三元黄铜矿结构半导体CuInTe2的缺陷特征与热电性能?

Defects and thermo electric p erformance of ternary chalcopyrite CuInTe2-based semiconductors dop ed with Mn

  • 摘要: 三元黄铜矿结构(也称类金刚石结构)半导体是一类具有热电转换潜力的新型热电材料.本文采用电负性更小的Mn元素替换CuInTe2黄铜矿结构半导体中的Cu元素,设计制备贫Cu化合物Cu1?xInMnxTe2.研究表明,当Mn含量较低时, Mn优先占位在In位置产生受主缺陷Mn?In.因此随着Mn含量的增大,载流子浓度和电导率均得到改善.但当Mn含量进一步增大后, Mn可同时占位在In位置和Cu位置,除产生受主缺陷Mn?In 外,还能产生施主缺陷Mn+Cu.由于两类极性相反的缺陷之间的湮灭现象,使得缺陷浓度及载流子浓度开始降低,晶格结构畸变有变小趋势,因此在高温下晶格热导率仅略有提高.研究结果表明,在某一特定的Mn含量(x=0.05)时,材料具有最优的热电性能(Z T =0.84@810.0 K),这一性能约是未掺杂CuInTe2的2倍.
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出版历程
  • 刊出日期:  2016-03-30

Mn掺杂后三元黄铜矿结构半导体CuInTe2的缺陷特征与热电性能?

  • 黑龙江工业学院,大功率电牵引采煤机重点实验室,鸡西 158100; 中国矿业大学材料科学与工程学院,徐州 221116
  • 中国矿业大学材料科学与工程学院,徐州,221116
  • 太原理工大学材料科学与工程学院,太原 030024; 宁波工程学院材料学院,宁波 315016
  • 太原理工大学材料科学与工程学院,太原,030024
  • 宁波工程学院材料学院,宁波,315016

摘要: 三元黄铜矿结构(也称类金刚石结构)半导体是一类具有热电转换潜力的新型热电材料.本文采用电负性更小的Mn元素替换CuInTe2黄铜矿结构半导体中的Cu元素,设计制备贫Cu化合物Cu1?xInMnxTe2.研究表明,当Mn含量较低时, Mn优先占位在In位置产生受主缺陷Mn?In.因此随着Mn含量的增大,载流子浓度和电导率均得到改善.但当Mn含量进一步增大后, Mn可同时占位在In位置和Cu位置,除产生受主缺陷Mn?In 外,还能产生施主缺陷Mn+Cu.由于两类极性相反的缺陷之间的湮灭现象,使得缺陷浓度及载流子浓度开始降低,晶格结构畸变有变小趋势,因此在高温下晶格热导率仅略有提高.研究结果表明,在某一特定的Mn含量(x=0.05)时,材料具有最优的热电性能(Z T =0.84@810.0 K),这一性能约是未掺杂CuInTe2的2倍.

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