Nb掺杂Mo_1–xW_xSeTe固溶体的热–电输运性能优化

来源期刊：无机材料学报2020年第12期

论文作者：周星圆 柳伟 张程 华富强 张敏 苏贤礼 唐新峰

文章页码：1373 - 1382

关键词：Mo_1–xW_xSeTe固溶体;Nb掺杂;晶格热导率;热电优值ZT;

摘    要：固溶结合掺杂是优化材料热电性能的有效途径。本研究采用固相反应结合等离子体活化烧结成功合成了一系列单相的Mo_1–xW_xSeTe（0≤x≤0.5）固溶体及其Nb掺杂产物。热电输运研究表明,W固溶结合Nb掺杂显著提高了Nb_2yMo_0.5–yW_0.5–ySeTe固溶体的载流子浓度、载流子迁移率、电导率和功率因子,适当降低了样品的晶格热导率,进而显著提高了材料的热电优值ZT。随着Nb掺杂量的增加,掺杂引入的离散能级转变为连续的杂质能带,同步提升了载流子浓度和载流子迁移率。取向性研究发现,由于在平行方向晶格热导率较低,Nb_2yMo_0.5–yW_0.5–ySeTe固溶体在平行烧结压力方向的ZT略优。最优组分Nb_0.03Mo_0.485W_0.485SeTe在垂直于烧结压力和平行于烧结压力方向获得了最高ZT,分别达到0.31和0.36（@823 K）,是目前MoSe₂基热电材料获得的最好结果之一。后续通过优化掺杂元素来改善Seebeck系数和功率因子,将有望进一步提升MoSe₂基化合物的ZT。