Valence band convergence and nanostructured phonon scattering trigger high thermoelectric performance in SnTe

热电效应 材料科学 塞贝克系数 凝聚态物理 热电材料 声子 声子散射 价(化学) 载流子 兴奋剂 散射 功勋 热导率 光电子学 化学 光学 物理 热力学 复合材料 有机化学
作者
Debattam Sarkar,Subarna Das,Kanishka Biswas
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:119 (25) 被引量:9
标识
DOI:10.1063/5.0076989
摘要

SnTe has recently emerged as a promising alternative to its structurally analogous title holder thermoelectric material PbTe for thermoelectric energy conversion. Herein, we show co-doping of multiple elements to enhance the thermoelectric performance in SnTe via concurrent electronic structure modulation and inhibition of phonon transports. Sb, Mn, and Se co-doped Sn0.7Ge0.3Te results in an optimized p-type carrier concentration and highly converged valence bands, which markedly increases its Seebeck coefficient. The difference in energy between light and heavy hole valence bands (ΔE) reduces to 0.12 eV in Sn0.57Ge0.3Sb0.1Mn0.03Te0.95Se0.05 compared to 0.35 eV for pristine SnTe, which eventually leads to an elevated power factor of ∼27.7 μW/cm K2 at 823 K. In addition, the drastic reduction in the lattice thermal conductivity to a low value of ∼0.57 W/m K at 823 K is obtained for Sn0.57Ge0.3Sb0.1Mn0.03Te0.95Se0.05 due to significant phonon scattering caused by the simultaneous effect of ferroelectric instability and the formation of nanoprecipitates (5–10 nm) in the SnTe matrix. As a synergy among the ultralow lattice thermal conductivity, optimized charge carriers with enhanced valence band convergence, we obtained a high thermoelectric figure of merit, zT of ∼1.35 at 823 K in Sn0.57Ge0.3Sb0.1Mn0.03Te0.95Se0.05.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
舒适新蕾完成签到,获得积分10
刚刚
lux完成签到,获得积分10
刚刚
linkman应助qingniujushi采纳,获得10
刚刚
1秒前
2秒前
wxnice发布了新的文献求助10
3秒前
伟@完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
916应助wang采纳,获得10
4秒前
5秒前
Ternura发布了新的文献求助20
5秒前
zhouyi完成签到 ,获得积分10
6秒前
酷波er应助贝塔采纳,获得10
6秒前
7秒前
酷波er应助micolaa采纳,获得10
7秒前
下午四点半应助guozizi采纳,获得10
7秒前
8秒前
Lian完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
hlm发布了新的文献求助10
11秒前
易大人完成签到 ,获得积分10
12秒前
十一月发布了新的文献求助10
12秒前
Lucas应助xuedistance采纳,获得10
12秒前
小小菜鸟完成签到,获得积分10
13秒前
冰淇淋完成签到 ,获得积分10
14秒前
14秒前
小小熊发布了新的文献求助10
14秒前
马汉仓完成签到,获得积分10
14秒前
核桃发布了新的文献求助10
15秒前
123完成签到 ,获得积分20
17秒前
小小菜鸟发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
小人物的坚持完成签到 ,获得积分10
17秒前
小居居完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
19秒前
FRIGHTINGx完成签到 ,获得积分10
20秒前
Hello应助无敌龙傲天采纳,获得10
20秒前
22秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Pediatric Injectable Drugs 500
Instant Bonding Epoxy Technology 500
Methodology for the Human Sciences 500
ASHP Injectable Drug Information 2025 Edition 400
DEALKOXYLATION OF β-CYANOPROPIONALDEYHDE DIMETHYL ACETAL 400
Assessment of adverse effects of Alzheimer's disease medications: Analysis of notifications to Regional Pharmacovigilance Centers in Northwest France 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4373454
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3870456
关于积分的说明 12064880
捐赠科研通 3513149
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1927900
邀请新用户注册赠送积分活动 969719
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 868525