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四方晶型方鈷礦材料(Co,Ni,Fe)(P,Sb,As)3因其高的電子遷移率以及塞貝克系數(shù)，很有潛力成為具有較高ZT值的高性能熱電材料。這類材料中，未填充的CoSb3基方鈷礦由于固有的高熱導率會降低ZT值，往往不被看好。然而，這類材料內(nèi)部往往包含一些空穴，我們可以利用這些空穴，將一些低配位的離子（一般來說是稀土離子）插入。從而在材料內(nèi)部產(chǎn)生一些晶格聲子散射源來改變材料熱導率，在不降低材料電導率的同時來降低熱導率。這就使得這類材料表現(xiàn)得像PGEC（聲子玻璃，電子晶體）。這種想法的提出是為了提升材料的ZT值，途徑分為兩部分：負責熱導的聲子部分需要表現(xiàn)得跟玻璃類似（高的聲子散射率——降低熱導率），而負責電導的電子部分則需要表現(xiàn)得與晶體類似（很低的散射率——維持高的電導率）。
La0.9CoFe3Sb12晶格熱導率以及熱電ZT值
我們研究了550°C以內(nèi)，引入納米粒子層到La0.9CoFe3Sb12對其熱導率的影響。計算熱導率時所用的比熱容是由DSC 404F1 Pegasus測得。用Wiedemann-Franz關(guān)系計算了電子熱導率，并用總熱導率與其相減，得到了晶格熱導率。
在452°C時，材料ZT值達到峰值，并且，在摻有5%質(zhì)量分數(shù)的納米復合材料時，材料的ZT值得到大的提升，比沒有摻雜的對照樣提升了15%左右。結(jié)果表明，納米復合材料的引入，能夠優(yōu)化方鈷礦類熱電材料，在一個較寬的溫度范圍內(nèi)，降低熱導率，提升ZT值。
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