用低温固相反应制备p型Mg_2Si基热电材料

用Mg粉和Si粉通过固相反应在823K时保温8h合成了Mg2Si粉末;并通过外加Ag粉用二次固相反应在相同条件下合成了Mg2Si基热电固溶体。采用放电等离子烧结法(SPS),以掺杂Ag后的固溶体为原料制备出了p型Mg2Si基热电材料。研究了Ag掺杂量对Mg2Si材料热电性能的影响。结果表明:随着掺杂Ag的摩尔分数的增大,材料的Seebeck系数(即温差电动势)和电导率均有增大的趋势,但热导率变化不大。温度为513K时,掺杂Ag的摩尔分数为15×10-3的试样的优值系数Z值和优值系数与温度之积ZT均为最大,分别为18.2×10-6/K和0.01。

电化学组装一维纳米线阵列p型Bi_2Te_3温差电材料

对p型Bi_2Te_3温差电材料的电沉积过程进行了研究,分析了添加剂对电沉积过程的影响.在此基础上,以孔径为50nm的阳极氧化铝多孔膜为模板,采用直流电沉积技术,在氧化铝多孔模板的纳米级微孔内电化学组装出了P型Bi_2Te_3纳米线阵列温差电材料.性能研究表明,P型Bi_2Te_3纳米线阵列的温差电性能远远超过具有相同组成的块状温差电材料。

含Sm、Mn的P型FeSi_2基热电材料的电学性能

用悬浮熔炼法制备了含Sm、Mn的P型FeSi2基热电材料。实验结果表明,其电学性能是由掺杂的两种元素共同决定的,Sm对降低样品电阻率的作用较大,而Mn有助于提高样品的热电动势率。要保证有较高功率因子,Mn、Sm掺杂总摩尔分数应小于5%,而Mn的最佳掺杂摩尔分数在1.7%左右。

P2型钠离子电池正极材料Na_(0.66)Mn_(0.675)Ni_(0.1625)Co_(0.1625)O_2的表面重构及其演变的电子显微表征

采用球差校正扫描透射电子显微镜(STEM)、X射线能谱(EDS)等分析手段表征了高温固相法合成的Na_(0.66)Mn_(0.675)Ni_(0.1625)Co_(0.1625)O_2钠离子过渡金属氧化物正极材料。X射线衍射(XRD)结果表明该材料为结晶性良好的P2型钠离子层状氧化物(P6_3/mmc)。原子尺度的结构与成分分析显示材料表面存在宽度约为1-2 nm的表面重构层,重构区域内存在大量晶格畸变与反位缺陷,并伴有一定程度的成分偏析——表面富钴(Co)、缺镍(Ni)。进一步研究表明这些表面重构区域在时效过程中会发生明显的"退化",即初始表面重构层宽度会进一步扩展至5-10 nm,部分区域钠离子耗尽,由层状结构转变为尖晶石(Spinel,Fdm)与岩盐相(rocksalt,Fmm)共存的结构。

热压法制备P型Bi_2Te_3基温差电材料研究

以P型赝二元Bi2Te3-Sb2Te3体系温差电材料区熔晶棒为前驱体,采用真空热压烧结法制备材料样品。测试热压前后材料样品性能,测试结果表明:热压样品较区熔材料具有更高的致密度和机械强度,改善了Bi2Te3基温差电材料易沿解理面发生劈裂的现象;同时,热压工艺促使了材料内部晶体结构和载流子浓度的变化,引起材料电导率的降低和塞贝克系数的改变,导致材料热导率显著降低。综合考虑材料各项性能参数,热压材料的热电优值基本与区熔材料相当,但前者的力学强度明显优于后者,在实际使用中将占有明显的优势。

分子束外延P型Hg_(1-x)Cd_xTe少子寿命的研究

本文利用μ-PCD载流子寿命测量系统,对采用MBE方法生长的Hg空位型中波HgCdTe P型材料和原位As掺杂激活中波P型材料的少子寿命进行了测量,并对材料的少子寿命与温度、载流子浓度的依赖关系进行了研究。结果发现,Hg空位型HgCdTe材料,在非本征区范围内,SRH再结合机制起主要作用;在本征区域,Auger再结合和Radiative再结合机制起主要作用。通过拟和得到,低温下作为SRH再结合中心的汞空位能级位置在离价带顶30meV处,有着类受主的性质,起库仑吸引作用,限制了材料的少子寿命。As掺杂P型材料的少子寿命与同载流子浓度Hg空位为主的P型材料少子寿命相比,大了一个数量级。这就决定了As掺杂P型材料制成的红外探测器件比Hg空位P型材料的探测率高,因此这种材料更适合做多色红外焦平面列阵探测器。

P型Bi_2Te_3基赝三元碳纤维掺杂复合热电材料的制备及性能表征

通过机械球磨热压法制备P型Bi_2Te_3基赝三元碳纤维掺杂复合热电材料.扫描电镜、X射线衍射分析和Seebeck系数测试结果表明,机械球磨100 h后碳纤维的柱状结构遭到破坏,部分碳纤维与赝三元材料化合;Seebeck系数测试结果表明碳纤维掺杂对P型Bi_2Te_3基赝三元热电材料的温差电动势没有影响.

0—3型压电复合材料切向极化圆柱形水听器

利用0—3型PZT/P(VDF-TFE)压电复合材料设计制作了切向极化圆柱形水听器,并对水听器的灵敏度进行了理论分析,通过对样机的测试,灵敏度与理论计算值接近。理论研究和实验结果表明,使用0—3型压电复合材料可以研制出高灵敏度[–190.2dB(ref.1V/μPa)],的切向极化圆柱形水听器,而且制作工艺简单。

溶胶-凝胶法制备P型氧化物薄膜晶体管的研究进展

目前,关于氧化物薄膜晶体管(TFT)的报道大部分是关于n型的。为进一步扩大集成电路的应用范围,需要制造稳定、高性能的P型氧化物TFT。传统的真空镀膜技术依赖于昂贵的设备、苛刻的真空环境等,不仅增加了生产成本,而且不利于大面积器件的制备。溶胶-凝胶法工艺成本低,操作简单,易实现大规模制备。文章重点阐述了溶胶-凝胶法和几种典型P型氧化物半导体材料,并介绍了其典型的应用领域。

Si基笼合物热电材料在退火过程中化学成分的变化

由热电材料构成的热电模块可在传导废热的同时吸收废热将其转化为电能。本文介绍Si基笼型热电化合物的电弧熔化合成及高温退火过程。退火后,笼合物Ba_8Au_6Si_(40)及Ba_8Cu_8Si_(38)中化合物种类及元素含量均发生变化,因此热电性能得到优化。

多孔夹层压电复合材料的研究

使用多孔炭黑/P(VDF-TFE)导电复合材料与03型PZT/P(VDF-TFE)压电复合材料进行二次结构复合,形成多孔夹层压电复合材料,对其静水压压电性能进行了分析测试。研究结果表明,这种多孔夹层压电复合材料的静水压压电优值(d·g)比单层03型PZT/P(VDF-TFE)压电复合材料的静水压压电优值获得明显提高。

调控钠位点占比设计高性能P2型钠电正极材料

在众多Na离子电池正极材料中,P2型层状氧化物因其优异的动力学性能受到研究者们的广泛关注。在P2型层状氧化物材料中,Na离子有2种不同的位点,即Na_(e)和Na_(f)。由于配位环境的差异,Na离子在不同位点间的迁移行为不同。本工作提出通过调控材料中Na含量的策略实现了对同一过渡金属组分材料的/Na_(f)位点占位比的优化。研究发现,与Na_(0.45)Ni_(0.1)Mn_(0.9)O_(2)和Na_(0.65)Ni_(0.1)Mn_(0.9)O_(2)相比,具有更高Na_(e)/Na_(f)位点占比值的Na_(0.55)Ni_(0.1)Mn_(0.9)O_(2)材料表现出最为优异的电化学性能,其电化学曲线平滑,在0.2 C (1 C=173 m A·g^(-1))的倍率下容量高达174.5 m A·h·g^(-1),在3 C,循环200次容量保持率高达92.95%,10 C的高倍率下仍能发挥83.6 mA·h·g^(-1)的容量,该策略为设计高性能P2型钠电正极材料打开了新的思路。

Visible Light Spectra Induced by Highly Charged Ar^(10+) Ion on Al and p-type Si Surfaces

Visible light spectral analysis is one of the key means for studying on the interaction of highly charged ions with solid surface. When a highly charged ion arrives to a critical distance Rc to solid surface, it can capture electrons from the solid surface, which stimulates the excitation and ionization of atoms on the surface. The excited atoms deexcite by Auger decay and the optical radiation. For the lighter element ions, the Auger

p型透明导电材料BaSnO_3的第一性原理研究

基于密度泛函理论,从头计算了N以及N和Sb共掺BaSnO3的电子结构和光学性质.结果表明N单掺BaSnO3与N和Sb共掺BaSnO3均为p型透明导电材料,在可见光区透过率均在80%以上,且N和Sb共掺具有更高的电导率.计算结果为实验上制备p型钙钛矿结构透明导电材料提供了强有力的理论指导.

全黄铜矿CuGaSe_(2)/CuInSe_(2)两端叠层太阳能电池的顶端设计与优化

近年来单结太阳能电池的光电转换效率逐步提高,但其最高效率受到Shockley-Queisser (SQ)极限的限制.为了超越SQ极限,学者们提出了叠层太阳能电池.本工作结合第一性原理计算和SCAPS-1D器件模拟对黄铜矿化合物CuGaSe_(2)/CuInSe_(2)叠层太阳能电池进行了系统的理论研究.首先通过第一性原理计算获取了CuGaSe_(2) (CGS)的微观电子结构、缺陷特性及对应的宏观性能参数,作为后续器件模拟CGS太阳能电池的输入参数.随后采用SCAPS-1D软件分别对单结CGS与CuInSe_(2) (CIS)太阳能电池进行了仿真模拟.单结CIS太阳能电池的模拟结果与实验值具有良好的一致性.对单结CGS电池而言,在短路电流(J_(sc))最高的生长环境下进一步模拟发现,将电子传输层(ETL)换为ZnSe后可提高CGS太阳能电池的开路电压(V_(oc))和PCE.最后,将优化后的CGS与CIS太阳能电池进行了两端(2T)单片串联的器件模拟,结果显示在生长环境为富Cu、富Ga、贫Se,生长温度为700 K时,2T单片CGS/CIS叠层太阳能电池的PCE最高为28.91%,高于当前最高的单结太阳能电池效率,展现出良好的应用前景.

p型方钴矿热电材料纳米-介观尺度微结构调控

方钴矿热电材料具有优异的电输运性能,是热电器件核心部件最有前途的候选材料之一。热电器件需要性能相匹配的p型和n型方钴矿热电材料,然而p型方钴矿材料的热电性能和力学性能远低于n型方钴矿材料,因此提升p型方钴矿材料的热电性能和力学性能对于开发高效热电器件具有重要意义。本文总结了近年来在纳米-介观尺度调控p型方钴矿热电材料微结构的主要研究进展。通过微结构的调控可显著提升p型方钴矿材料的热电性能和力学性能,为热电器件的应用提供科学和技术支撑。

氧化亚锡薄膜晶体管的研究进展

p型金属氧化物材料氧化亚锡由于其特有的光学和电学性能,使得其在催化、传感、光电器件等领域受到越来越多人的青睐。本文重点介绍了氧化亚锡在薄膜晶体管中的研究应用,薄膜晶体管作为显示器驱动面板核心部件,其在显示器中的作用至关重要。本文归纳了氧化亚锡薄膜晶体管的研究进展,对氧化亚锡微观性能分析、氧化亚锡薄膜材料制备以及晶体管制备方法等进行介绍。通过对氧化亚锡晶体结构以及电子结构进行详细介绍,探讨了氧化亚锡性能微观调控机制;并通过对氧化亚锡材料的制备以及器件的应用研究,分析了氧化亚锡薄膜晶体管所面临的器件电流开关比低的问题并展望其在互补金属氧化物半导体器件方向的前景,以期为制备稳定和环保的p型金属氧化物薄膜晶体管提供参考。

纳米氧化亚铜的制备方法研究

氧化亚铜是一种新型的无机材料，因其独特的性质而在诸多领域有着广泛的应用。总结了各种制备纳米氧化亚铜的方法，论述了各种方法的原理，并比较了各自的优缺点。

氧分压对NiO薄膜特性的影响

采用JGP-300型超高真空磁控溅射镀膜机在蓝宝石衬底上制备了Ni O薄膜。通过X射线衍射(XRD)仪、原子力显微镜(AFM)、紫外-可见分光光度计(UV-VIS)、霍尔(Hall)测试,研究了氧分压对Ni O薄膜晶体结构、表面形貌、光学特性和电学特性的影响。研究结果表明:Ni O薄膜具有单一的(111)衍射峰。当氧分压为60%时,Ni O薄膜具有较好的结晶性能。随着氧分压的升高,Ni O薄膜表面逐渐变光滑。由(αhν)2-hν曲线得到Ni O薄膜的禁带宽度为3. 60～3. 77 e V。所有Ni O薄膜都具有良好的p型导电特性,空穴载流子浓度为5. 45×10^(17)～2. 16×10^(19)cm^(-3)。

熔体过热处理对P型(Bi,Sb)_2(Te,Se)_3合金凝固行为、组织及电学性能的影响

通过改变熔炼时间及温度,探究熔体过热处理对P型Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_(2.85)Se_(0.05)热电材料凝固行为、组织及电学性能的影响。结果表明:随着熔炼时间的延长和熔炼温度升高,材料形核温度降低,凝固时间缩短,凝固组织细化;此外,材料的电阻率大幅降低,功率因子显著提升。因此,1373K熔炼4h的样品在305K时有最高功率因子25.5μW·cm^(-1)·K^(-2)。