退火工藝對冷壓純SnSe功率因子的影響

【摘要】

SnSe作為氧族熱電材料的一員，熱電優(yōu)值高達到了2.6，引起了廣大科研人員的關注。 此文講述了通過冷壓純SnSe粉末形成載流子濃度為5.37x10¹⁷cm^-3的多晶SnSe，并做退火處理，觀察并測試退火后樣品的形貌、電導率、塞貝克系數(shù)以及導熱系數(shù)。發(fā)現(xiàn)退火對微觀結(jié)構(gòu)和熱電性能影響巨大，退火導致結(jié)構(gòu)重新排布，提高了塞貝克系數(shù)，達到了3倍，并提高了導熱系數(shù)。在772K的熱電優(yōu)值比純多晶SnSe高了0.11.

【成果介紹】

使用高純度的SnSe粉末在室溫、單向壓力25.47Kgf/mm²作用下，形成塊狀固體。直徑8-10mm，厚度1-1.28mm。冷壓之后的樣品，使用Linseis的LSR-3系統(tǒng)原位測試樣品的塞貝克系數(shù)以及電阻率，并測試多次退火后樣品的的塞貝克系數(shù)。

【圖文示例】

• 退火前樣品的XRD衍射圖；（b）退火后樣品的XRD衍射圖；（c）標準卡

（a）（b）退火前樣品中心和邊緣的SEM形貌圖；

（c）（d）退后后樣品中心和邊緣的SEM形貌圖；

（a）退火過程塞貝克系數(shù)隨溫度變化曲線；（b）退火過程電導率隨溫度變化曲線；（c）退火過程功率因子隨溫度變化曲線

退火對樣品影響巨大，退火前室溫塞貝克系數(shù)為150uVK^-1，退火后室溫塞貝克系數(shù)為448uVK^-1（第六次退火）

純多晶SnSe樣品LogK1-logT曲線

純多晶SnSe熱電優(yōu)值ZT隨溫度的變化曲線。

【結(jié)論】

退火工藝對冷壓純SnSe的塞貝克系數(shù)提高有積極的作用。純多晶SnSe晶格在300-800K熱導率的性能與之前報道的另一個純多晶SnSe相似，存在T^-0.577的系數(shù)關系。終，熱電優(yōu)值在772K達到了0.11.