我院利用深浅能级提升材料热电性能的合作研究取得进展
发布人:系统管理员  发布时间:2020-09-17   浏览次数:17

近日,我校超常配位键工程与新材料技术重庆市高校重点实验室的李佶彪博士(通讯作者)与深圳大学材料学院胡利鹏博士(通讯作者)、美国克莱姆森大学贺健教授(通讯作者)展开合作,在利用深浅能级提升Bi0.5Sb1.5Te3半导体材料的热电性能方面取得进展,该团队通过掺杂实现了Bi0.396Sb1.525In0.075Cu0.004Te3材料在390K1.61和室温下1.47的热电优值。

半导体中的深浅能级一直以来被认为是有害于材料性质的,是研究人员需要竭力控制的东西。以Bi6Sb18Te36为基体,我们通过In掺杂分别取代其中的一个SbBi原子,成功地引入了杂质态,这种半满的杂质态在输运中起着双重作用,填满的部分充当这施主深能级的作用,而空的部分则起着受主深能级的作用,就是这两种电子态在不同的温度下最大程度地释放了材料的热电性能,我们的研究表明可以人为地引入这种电子态而最大程度地利用深浅能级,通过能带工程调整带隙、平化导带从而弱化Seebeck系数的温度依赖性和双极传导效应。

在整个工作中,李佶彪博士运用DFT计算全面解析了深浅能级的电子结构,并揭示了深浅能级提升热电性能的理论机制。

相关工作发表在Advanced系列旗舰期刊《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)上(IF=16.836).

 

论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.202005202?af=R

 

(材料科学与工程学院供稿)