孤对电子对碲热电传输性能的影响

李蓉¹，陈少平¹，樊文浩²，陈彦佐¹，徐礼彬¹，王文先¹，吴玉程¹

1. 太原理工大学材料科学与工程学院2. 太原理工大学物理与光电工程学院

摘 要：碲(Te)是一种良好的单质热电(TE)材料,具有很高的Seebeck系数和载流子迁移率,以及非常低的热导率。本工作采用热压法制备了Te以及Sb掺杂的Te多晶,采用垂直布里奇曼下降法制备了Te晶体,并对得到的晶体进行热电性能测试研究。结果表明:Te具有高的Seebeck系数以及电导率,Sb掺杂有效提高了Te的热电性能,由布里奇曼法制备的Te晶体的电导率表现出明显的各向异性。这主要归因于Te具有简并的能带、阶梯状的态密度分布和超大的声子散射相。然而这些有益于热电传输的特征又都源自于Te晶格中的孤对电子。本工作展示了孤对电子与各热电传输性能之间的联系,为热电参数解耦提供了一种新的方法,同时也为寻找优异的热电材料提供了思路。

关键词：碲;孤对电子;热电传输;锑掺杂;垂直布里奇曼下降法;各向异性;