稀土元素掺杂诱导β-Zn4Sb3态密度畸变及提升热电性能的实验探究

项目名称： 稀土元素掺杂诱导β-Zn4Sb3态密度畸变及提升热电性能的实验探究

项目编号： No.11174292

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

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： 75万元

中文摘要： 虽然β-Zn4Sb3具有极低的热导率，是人们迄今发现的中温(150－400℃)最好的热电材料，但它的热电性能距工业化应用仍有很大距离，如何大幅提高其热电性能是人们面临的极具挑战性的难题。本项目采用重元素稀土掺杂在降低热导率的同时，探究利用其尖窄的f轨道电子态与β-Zn4Sb3 的价带电子态交迭（或杂化）在费米能附近产生共振畸变，以实现热电势及热电优值的大幅提升。通过UPS、同步辐射光电子能谱等手段对掺杂前后带结构以及热电输运性质(电阻率、热电势、Hall系数和热导率)的测量, 深入和系统地研究β-Zn4Sb3的热电输运性质和态密度畸变与掺杂元素种类和含量的依赖性，同时结合结构分析手段来探讨态密度共振畸变形成规律，探寻可诱导态密度共振畸变的潜在元素；在此基础上揭示态密度畸变与热电输运性质提升二者的关联性，为大幅提高β-Zn4Sb3热电性能提供科学依据，也为优化其它热电材料性能提供借鉴和参考。

中文关键词： Zn4Sb3；稀土掺杂；热电性能；态密度畸变；

英文摘要：

英文关键词： Zn4Sb3；doping of rare-earth elements；thermoelectric properties；distortion of DOS；