Synergistically Optimized Electron and Phonon Transport of Polycrystalline BiCuSeO via Pb and Yb Co-Doping

材料科学 热电效应 掺杂剂 兴奋剂 声子散射 电子迁移率 塞贝克系数 热电材料 热导率 微晶 电阻率和电导率 凝聚态物理 声子 放电等离子烧结 烧结 分析化学(期刊) 光电子学 复合材料 冶金 热力学 工程类 物理 化学 电气工程 色谱法
作者
Zhanxiang Yin,Zhongyuan Liu,Yuan Yu,Cunyin Zhang,Peng Chen,Jianxun Zhao,Pan He,Xin Guo
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:13 (48): 57638-57645 被引量:28
标识
DOI:10.1021/acsami.1c19266
摘要

Polycrystalline BiCuSeO is considered as a promising thermoelectric material due to its intrinsically low thermal conductivity and moderate Seebeck coefficient. However, its low electrical conductivity and coupled electron-phonon transport properties restrict the further improvement of the thermoelectric performance. In this work, Pb and Yb dopants are incorporated into BiCuSeO to substitute for Bi sites via ball milling and high-pressure and high-temperature sintering, leading to a synergistic optimization of the electron and phonon transport and improved thermoelectric performance. The carrier concentration exhibits an enhancement with increasing Pb&Yb co-doping contents. Meanwhile, the decreased carrier mobility is suppressed appropriately by coordinating with the interplay of Pb and Yb dopants on the electronic structure. Besides, Pb&Yb co-doping combined with high-pressure and high-temperature sintering introduces abundant grain boundaries, dislocations, and point defects to effectively decrease the lattice thermal conductivity by scattering phonons in a broad frequency range. Coupled with the synergistic optimization of the electrical and thermal properties, a maximum zT of 1.2 is achieved in Bi0.88Pb0.06Yb0.06CuSeO at 850 K, which significantly outperforms the majority of oxygen-containing thermoelectric materials. Our study suggests that dual doping of bivalent ions and rare-earth elements at Bi sites is an effective strategy for improving the thermoelectric performance of BiCuSeO.

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
姜1完成签到 ,获得积分10
刚刚
刚刚
aaa发布了新的文献求助10
1秒前
xljmkh发布了新的文献求助10
1秒前
nnnaaaa完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
动听的囧完成签到,获得积分10
2秒前
senli2018发布了新的文献求助10
3秒前
5秒前
顺利柚子完成签到 ,获得积分10
5秒前
Threeeeeee发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
Res_M完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
王燕峰发布了新的文献求助10
6秒前
Roger发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
7秒前
科研狗发布了新的文献求助10
7秒前
1122发布了新的文献求助10
7秒前
酷酷的薯片完成签到,获得积分20
7秒前
李爱国应助weiwei采纳,获得10
8秒前
aaa发布了新的文献求助10
8秒前
wwww应助xiangxuehai8采纳,获得10
8秒前
LL完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
9秒前
cdercder应助武汉老王采纳,获得20
10秒前
zzzxh发布了新的文献求助10
11秒前
里旺发布了新的文献求助10
11秒前
yolo完成签到 ,获得积分10
11秒前
native发布了新的文献求助10
12秒前
CipherSage应助LZX采纳,获得10
12秒前
执着的海完成签到,获得积分10
12秒前
怕孤独的夜白完成签到,获得积分10
13秒前
初景发布了新的文献求助10
13秒前
研友_VZG7GZ应助zxp采纳,获得10
13秒前
Car66614应助kk采纳,获得10
14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
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Auslegungsgeschichte 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 7663502
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9233228
关于积分的说明 19862866
捐赠科研通 7232088
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3282512
关于科研通互助平台的介绍 2441901
邀请新用户注册赠送积分活动 2283485