变价稀土元素Eu掺杂BiCuSeO热电性能的研究

康慧君¹，张校影¹，王燕遐²，李建波¹，杨雄¹，刘达权¹，杨泽荣¹，王同敏¹

1. 大连理工大学材料科学与工程学院辽宁省凝固控制与数字化制备技术重点实验室2. 大连理工大学三束材料改性重点实验室

摘 要：作为一种适于中温下使用的极具发展前景的新型热电材料,BiCuSeO由于本征热导率低且Seebeck系数较高而广受关注。本研究探索了变价稀土元素Eu替换Bi位对BiCuSeO热电材料微观组织和热电性能的影响。实验结果显示,样品中同时存在Eu²⁺和Eu³⁺两种价态的离子,掺杂Eu元素不仅可以增加样品的载流子浓度,还可以调整样品的能带结构,进而改善样品的电输运性能, Bi_0.85Eu_0.15CuSeO电导率显著提升,在823K时达到了98S·cm^–1,相比于未掺杂样品提升了将近6倍。在温度为823K时,Bi_0.975Eu_0.025CuSeO的功率因子可达0.32mW·m^–1·K–2,ZT值为0.49。本研究表明,掺杂变价稀土元素可以有效改善BiCuSeO热电材料的性能。

关键词：热电材料;BiCuSeO;变价元素掺杂;