Enhancement of the Thermoelectric Performance of 2D SnSe Nanoplates through Incorporation of Magnetic Nanoprecipitates

材料科学 热电效应 热电材料 声子散射 纳米晶材料 热导率 放电等离子烧结 掺杂剂 凝聚态物理 纳米技术 光电子学 兴奋剂 复合材料 微观结构 热力学 物理
作者
Sushmita Chandra,Prabir Dutta,Kanishka Biswas
出处
期刊:ACS applied energy materials [American Chemical Society]
卷期号:3 (9): 9051-9057 被引量:35
标识
DOI:10.1021/acsaem.0c01448
摘要

Single crystals of tin selenide (SnSe), a layered material, have recently drawn massive attention in the field of thermoelectrics for its low thermal conductivity and high thermoelectric figure of merit (zT). However, nanocrystalline SnSe always remains a better choice for thermoelectric applications owing to its simple synthesis and machinability. On the other hand, enhancement of the thermoelectric performance can be achieved by the incorporation of magnetic nanoprecipitates in a thermoelectric host matrix. Herein, we have demonstrated the significant enhancement in the thermoelectric performance of the two-dimensional (2D) nanoplates of SnSe by introducing magnetic Gd dopants, which are synthesized and scaled up (∼10 g) by a low-temperature hydrothermal method. The p-type carrier concentration increases significantly upon 3 mol % Gd addition in SnSe nanoplates due to phase separation of Gd2Se3 nanoprecipitates (2–5 nm) and subsequent Sn2+ vacancy formation. Thus, the thermoelectric power factor has been markedly enhanced to 6.7 μW/(cm K2) at 868 K compared to that of the pristine SnSe nanoplates. The presence of magnetic fluctuations induced by small nanoprecipitates of Gd2Se3 provides additional scattering of the phonons in SnSe, which reduces the lattice thermal conductivity significantly to 0.41 W/(m K) at 868 K in Sn0.97Gd0.03Se. We have achieved a zT of ∼1 at 868 K for the spark plasma sintered (SPS) Sn0.97Gd0.03Se nanoplates along the perpendicular to the pressing direction.
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
tph发布了新的文献求助10
刚刚
冬柳发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
刚刚
CodeCraft应助我爱科学采纳,获得10
1秒前
1秒前
xsy发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
CipherSage应助WWJ采纳,获得10
2秒前
3秒前
Jason发布了新的文献求助10
3秒前
机智龙猫发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
5秒前
朴实的傲柏完成签到,获得积分20
5秒前
斯文败类应助刘老哥6采纳,获得10
5秒前
无极微光应助moonlight采纳,获得20
5秒前
漂亮白枫发布了新的文献求助10
6秒前
不会统计的科学家不是好画家完成签到,获得积分10
6秒前
乐观冰绿发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
朱zz发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
8秒前
xsy完成签到,获得积分20
8秒前
奇博士发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
10秒前
小曹003完成签到,获得积分10
10秒前
jiayile完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
负责鸡发布了新的文献求助10
10秒前
tt完成签到,获得积分10
10秒前
胡慧婷发布了新的文献求助20
10秒前
快乐碱基对完成签到 ,获得积分10
11秒前
半邪发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
hysci888完成签到,获得积分10
13秒前
我爱科学发布了新的文献求助10
13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规模及竞争格局分析报告 1000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
适配Micro-LED色转换的高兼容性量子点负性光刻胶制备与工艺研究 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
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 7315241
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8931375
关于积分的说明 18931659
捐赠科研通 6975484
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3213829
关于科研通互助平台的介绍 2381836
邀请新用户注册赠送积分活动 2192304