一維納米碲化物的可控合成、生長機理及熱電性能研究

《一維納米碲化物的可控合成、生長機理及熱電性能研究》是依託哈爾濱工業大學，由裴健擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：一維納米碲化物的可控合成、生長機理及熱電性能研究
• 依託單位：哈爾濱工業大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：裴健

項目摘要

碲化物熱電材料是一類重要的熱電轉換功能材料，由其製作的溫差發電器件可捕捉流失的低品位熱能，並轉化為高品位電能，如能將其用於北方居民供暖過程中的餘熱、廢熱回收，將節省大量煤炭的使用。制約熱電器件實用化的主要瓶頸是材料的熱電性能偏低。因此，本項目從材料的結構、形貌調控入手，通過材料納米化、低維化提高其熱電性能。在前期研究基礎上，擬採用自犧牲模板法合成一維納米碲化物熱電材料；採用微波加熱技術和SPS燒結技術分別調控材料粉體和塊體形貌；採用高分辨透射電鏡、原子力顯微鏡等測試手段研究一維納米晶體的生長機理，結合電磁場理論揭示微波輻射對一維晶體生長的作用機制；利用Rietveld法和密度泛函理論研究材料的晶體結構（鍵長、鍵角、結構畸變等）和電子結構（態密度、Fermi能級等），結合熱電性能和Hall係數測試結果，分析載流子、聲子的輸運性質，為高性能、可實用化熱電材料的結構設計和合成奠定基礎。

結題摘要

本項目採用微波輔助液相法，在可控條件下製備了具有特定形貌、組成、結構且性能優異的碲和碲化物熱電材料，考查了不同條件對納米粉體的形貌、結構和性能的影響。採用高分辨電鏡、電子衍射等手段，研究了材料的微觀結構形貌；利用電性能綜合測試系統測試了材料的電導率、Seebeck係數，計算了材料的功率因子，分析了這些材料形貌-結構與電輸運性能之間的關係。研究表明採用微波加熱方式可以簡單、快速（10-30min）合成碲化物納米熱電材料。這種高效、節能和環保的微波輔助合成技術為獲得高性能納米熱電材料提供了借鑑。