Convergence of Conduction Bands as a Means of Enhancing Thermoelectric Performance ofn-TypeMg2Si1−xSnxSolid Solutions

塞贝克系数 热电效应 材料科学 功勋 热电材料 有效质量(弹簧-质量系统) 凝聚态物理 退化(生物学) 物理 热传导 热力学 量子力学 光电子学 生物信息学 生物
作者
Wei Liu,Xiaojian Tan,Kang Yin,Huijun Liu,Xinfeng Tang,Jing Shi,Qingjie Zhang,Ctirad Uher
出处
期刊:Physical Review Letters [American Physical Society]
卷期号:108 (16): 166601-166601 被引量:1266
标识
DOI:10.1103/physrevlett.108.166601
摘要

Mg(2)Si and Mg(2)Sn are indirect band gap semiconductors with two low-lying conduction bands (the lower mass and higher mass bands) that have their respective band edges reversed in the two compounds. Consequently, for some composition x, Mg(2)Si(1-x)Sn(x) solid solutions must display a convergence in energy of the two conduction bands. Since Mg(2)Si(1-x)Sn(x) solid solutions are among the most prospective of the novel thermoelectric materials, we aim on exploring the influence of such a band convergence (valley degeneracy) on the Seebeck coefficient and thermoelectric properties in a series of Mg(2)Si(1-x)Sn(x) solid solutions uniformly doped with Sb. Transport measurements carried out from 4 to 800 K reveal a progressively increasing Seebeck coefficient that peaks at x=0.7. At this concentration the thermoelectric figure of merit ZT reaches exceptionally large values of 1.3 near 700 K. Our first principles calculations confirm that at the Sn content x≈0.7 the two conduction bands coincide in energy. We explain the high Seebeck coefficient and ZT values as originating from an enhanced density-of-states effective mass brought about by the increased valley degeneracy as the two conduction bands cross over. We corroborate the increase in the density-of-states effective mass by measurements of the low temperature specific heat. The research suggests that striving to achieve band degeneracy by means of compositional variations is an effective strategy for enhancing the thermoelectric properties of these materials.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
1秒前
凶狠的储发布了新的文献求助10
1秒前
Tch王完成签到,获得积分10
2秒前
小何完成签到 ,获得积分10
2秒前
王某完成签到,获得积分10
4秒前
个性的穆完成签到,获得积分10
4秒前
KADA发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
小何完成签到 ,获得积分10
5秒前
兜里有糖完成签到,获得积分10
5秒前
铲屎大王发布了新的文献求助10
6秒前
坚定的白容关注了科研通微信公众号
7秒前
7秒前
PhantomZ完成签到,获得积分10
7秒前
小何完成签到 ,获得积分10
7秒前
小何完成签到 ,获得积分10
7秒前
Yolo完成签到,获得积分10
9秒前
小番茄发布了新的文献求助10
10秒前
啊萍发布了新的文献求助30
11秒前
复杂的海冬关注了科研通微信公众号
11秒前
深情安青应助斯文遥采纳,获得30
11秒前
12秒前
nasya完成签到,获得积分10
12秒前
14秒前
无花果应助难过的曼香采纳,获得10
14秒前
大模型应助zznzn采纳,获得10
15秒前
15秒前
科研通AI6.2应助zznzn采纳,获得10
15秒前
PeipeiLi发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
CodeCraft应助Mzb采纳,获得10
17秒前
17秒前
李健的小迷弟应助111采纳,获得10
17秒前
忘词发布了新的文献求助10
18秒前
weita完成签到,获得积分10
19秒前
Hanwb发布了新的文献求助10
20秒前
molihuakai应助林兰特采纳,获得10
21秒前
123完成签到,获得积分10
21秒前
充电宝应助fahui采纳,获得10
21秒前
Research发布了新的文献求助10
22秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
模型平均及其应用 900
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
Évora na Idade Média 555
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 550
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7349210
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8961109
关于积分的说明 19032818
捐赠科研通 6999173
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3220701
关于科研通互助平台的介绍 2385467
邀请新用户注册赠送积分活动 2200967