PbTe及AgnPbmMnTem+2n(M=Sb,Bi,La)热电材料的液相合成及其机理研究

摘要

热电材料能够实现热能和电能直接转换，是一种具有良好发展前景的功能材料，在温差发电和热电制冷等领域具有重要的应用价值。作为中温区最好的热电材料之一，PbTe基化合物最高无量纲热电优值ZT高达2.2。目前制备AgnPbmMnTem+2n(M=Sb,Bi,La)的方法主要是熔融冷却法和机械合金法，这两种制备方法易操作，但同时需要的制备温度较高，并且难于实现对材料尺寸和形貌的控制。而据文献报道尺寸以及形貌对材料的热电性能有重要的影响，低维纳米热电材料由于存在大量的界面和尺寸效应，热导率在这种效应的作用下，在一定程度上被大大降低了，与此同时热电材料的相关电学性能也有了进一步的提高，进而提高了热电性能。因此可控制备具有特定尺寸和形貌的碲化铅纳米材料为提高其热电性能提供了新的思路和解决方法。
　　本文采用溶剂热法，制备具有不同形貌的PbTe及AgnPbmMnTem+2n(M=Sb,Bi,La)微纳米晶。包括漏斗立方，纳米棒，纳米片以及分级结构。通过系统考察反应时间，浓度等动力学实验参数对合成产物的影响，研究了PbTe及AgnPbmMnTem+2n(M=Sb,Bi,La)纳米材料的可控制备，并在分子水平和介观尺度上讨论和提出了不同纳米结构的化学反应生长途径和形貌演变机理。
　　PbTe和AgnPbmMnTem+2n(M=Sb,Bi,La)纳米粒子电学输运性能测试结果表明所制备的样品纳米粒子表现出典型的半导体特性，电导率随温度的升高而增加，与热激发模式相符。
　　本文的研究不仅对PbTe及AgnPbmMnTem+2n(M=Sb,Bi,La)纳米材料的水热/溶剂热合成与优化进行了探索，也能为其它元素（如碱土金属，过渡金属等）掺杂PbTe基体系的热电材料的可控制备及纳米化等提供了借鉴指导作用。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 热电材料的发展

1.3 热电效应及热电优值

1.4提高热电性能的方法

1.5 典型的热电材料

1.6 几种制备铅碲基纳米热电材料的方法

1.7 本文的主要研究内容

第2章 实验材料及研究方法

2.1实验材料及仪器设备

2.2 实验方法

2.3 材料表征与性能测试

第3章 具有漏斗状和粗糙纳米线状的PbTe晶体溶剂热制备及其形貌演变机理

3.1 引言

3.2 PbTe样品的溶剂热法合成

3.3 不同反应条件对样品形貌的影响

3.4 漏斗状PbTe样品的化学反应原理及生长机理研究

3.5 漏斗状和线状样品的光学性质

3.6 本章小结

第4章 不同形貌AgnPbmMnTem+2n(M=Sb, Bi, La)纳米材料溶剂热合成及其生长机理的研究

4.1 引言

4.2 AgnPbmMnTem+2n(M=Sb, Bi, La)样品的水热法合成

4.3 不同反应条件对产物形貌的影响

4.4 不同形貌的AgnPbmMnTem+2n(M=Sb, Bi, La)的生长机理研究

4.5 不同形貌样品的电学和光学性质

4.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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