Bi2Te3合金基纳米复合体系中能量过滤效应及提升其热电性能途径的实验研究和探索

项目名称： Bi2Te3合金基纳米复合体系中能量过滤效应及提升其热电性能途径的实验研究和探索

项目编号： No.11374306

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 秦晓英

作者单位： 中国科学院合肥物质科学研究院

项目金额： 89万元

中文摘要： Bi2Te3合金既是三维拓扑绝缘体，又是当今室温附近最好的热电材料。目前通过纳米化等措施已使其晶格热导率接近非晶极限，但其热电性能提高仍有限。为大幅提升其热电性能，必须提高功率因子，而增强载流子的能量过滤效应提高热电势是提升功率因子的重要途径。本项目以前期工作为基础，以该合金为基体复合半导体纳米粒子，利用基体中形成的异质结界面势垒(阱)的散射来增强能量过滤效应提高热电势，同时利用三维拓扑绝缘体高迁移率的(内)表面导电层减小或抵消界面势散射对迁移率的负面影响，以提高功率因子；同时利用众多纳米粒子和相界面增强对热导有贡献的中、长波声子的散射，以大幅降低热导。通过研究分散相与基体匹配、同型异型复合、界面势高(深)度、粒子尺寸、含量以及异相掺杂等对复合体热电性质的影响，揭示能量过滤效应与分散相种类、粒径等微结构和电子结构的关联性，并阐明其内在机制,为大幅提升Bi2Te3合金的热电性能提供科学依据。

中文关键词： 热电材料；能量过滤效应；电导率；热导率；热电势

英文摘要： Bi2Te3 alloys are not only 3D topological insulators (TI), but also currently the best thermoelectric materials near room temperatures. Although its thermal conductivity is lowered to near that of amorphous solids by alloying and using nanostructures, th

英文关键词： thermoelectric materials；energy filtering effect；electrical conductivity；thermal conductivity；thermopower