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Ga填充n型方钴矿化合物的结构及热电性能

苏贤礼  唐新峰  李涵  邓书康  
【摘要】:用熔融退火结合放电等离子烧结(SPS)技术制备了具有不同Ga填充含量的GaxCo4Sb12方钴矿化合物,研究了不同Ga含量对其热电传输特性的影响规律.Rietveld结构解析表明,Ga占据晶体学2a空洞位置,Ga填充上限约为0.22,当Ga的名义组成x≤0.25时,样品的电导率、室温载流子浓度Np随Ga含量的增加而增加,Seebeck系数随Ga含量的增加而减小.室温下霍尔测试表明,每一个Ga授予框架0.9个电子,比Ga的氧化价态Ga3+小得多.由于Ga离子半径相对较小,致使Ga填充方钴矿化合物的热导率κ及晶格热导率κL较其他元素填充的方钴矿化合物低.当x=0.22时对应的样品在300 K时的热导率和晶格热导率分别为3.05 Wm-1.K-1和2.86 Wm-1.K-1.在600 K下Ga0.22Co4.0Sb12.0样品晶格热导率达到最小,为1.83 Wm-1.K-1,最大热电优值Z,在560 K处达1.31×10-3K-1.

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