Sn掺杂对Ca2Si基半导体材料热电性能的影响
来源期刊：功能材料2017年第5期
论文作者：段兴凯 江跃珍 胡孔刚 况菁 仪登亮 金海霞
文章页码：5122 - 5126
关键词：微结构;热压;电导率;晶格热导率;热导率;
摘 要：采用钽管封装熔炼和热压烧结技术制备了Ca2Si1-xSnx（x=0,0.02,0.04,0.06）热电材料。利用X射线衍射（XRD）对样品的物相结构进行了表征,XRD结果表明,Ca2Si1-xSnx块体材料的XRD图谱与Ca2Si的XRD图谱对应一致,但所有样品中都出现Ca5Si3衍射峰。当掺杂量Sn为0.06时,样品Ca2Si1-xSnx（x=0.06）的XRD图谱中还出现了CaSn3相。在室温下测试了样品的霍尔系数,在300873K温度范围内研究了Sn掺杂对Ca2Si电导率和Seebeck系数的影响,随着Sn掺杂浓度的增加,电导率逐渐增大,Seebeck系数则减小。分析了Sn掺杂对Ca2Si晶格热导率和热导率的影响,Sn掺杂浓度为x=0.02和x=0.04时,晶格热导率减小,从而对热导率有所优化,其中Ca2Si1-xSnx（x=0.02）的热导率得到明显地改善,在300873K温度范围内,其热导率都低于Ca2Si的热导率。在550873K温度范围内,Ca2Si1-xSnx（x=0.02）表现了较高的ZT值,873K时的最大ZT值为0.22。
段兴凯1，江跃珍2，胡孔刚1，况菁1，仪登亮1，金海霞1
1. 九江学院机械与材料工程学院2. 九江学院电子工程学院
摘 要：采用钽管封装熔炼和热压烧结技术制备了Ca2Si1-xSnx（x=0,0.02,0.04,0.06）热电材料。利用X射线衍射（XRD）对样品的物相结构进行了表征,XRD结果表明,Ca2Si1-xSnx块体材料的XRD图谱与Ca2Si的XRD图谱对应一致,但所有样品中都出现Ca5Si3衍射峰。当掺杂量Sn为0.06时,样品Ca2Si1-xSnx（x=0.06）的XRD图谱中还出现了CaSn3相。在室温下测试了样品的霍尔系数,在300873K温度范围内研究了Sn掺杂对Ca2Si电导率和Seebeck系数的影响,随着Sn掺杂浓度的增加,电导率逐渐增大,Seebeck系数则减小。分析了Sn掺杂对Ca2Si晶格热导率和热导率的影响,Sn掺杂浓度为x=0.02和x=0.04时,晶格热导率减小,从而对热导率有所优化,其中Ca2Si1-xSnx（x=0.02）的热导率得到明显地改善,在300873K温度范围内,其热导率都低于Ca2Si的热导率。在550873K温度范围内,Ca2Si1-xSnx（x=0.02）表现了较高的ZT值,873K时的最大ZT值为0.22。
关键词：微结构;热压;电导率;晶格热导率;热导率;
