正负磁阻共存的Fe/Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_(3)热电磁薄膜

具有优异电输运性能的热电薄膜是发展高效面内散热技术的关键材料,但是过低的电输运性能是制约其应用的重要难题.热电磁耦合新效应是近年来发展的一种优化综合热电性能的新方法.为了探索热电磁耦合新效应对热电薄膜电输运性能的影响机制,本研究发展了一种球磨分散-丝网印刷-热压固化一体化成型的方法,成功制备了一系列Fe纳米粒子作为第二相的xFe/BST/环氧树脂热电磁薄膜,并重点研究了其热电磁耦合作用及其对电热输运性能的影响规律.研究发现,xFe/Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_(3)(BST)/环氧树脂热电磁薄膜中存在正、负磁阻共存的现象;BST(000l)择优取向因子与正磁阻(MR+)之间呈正比例关系并增加热电磁薄膜的电导率;源于强铁磁性Fe纳米粒子局部磁矩的自旋相关散射的负磁阻(MR-)会增加Seebeck系数.因此,室温附近Fe/BST/环氧树脂热电磁薄膜的功率因子高达2.87 mW/(K^(2)·m),与BST/环氧树脂热电薄膜相比,提高了78%.这些结果表明,热电磁薄膜中正、负磁阻的共存不仅可解耦热电材料中电导率与Seebeck系数之间的耦合关系,还可以为磁纳米粒子诱导优异热电转换性能提供新的物理机制.