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SnSe中空位缺陷的正电子湮没研究开题报告

 2022-01-25 11:01  

全文总字数:2112字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

热电材料可直接将热能转化为电能,是未来具有广泛应用前景的一种环境友好型材料。硒化锡(snse)自身是Ⅳ-Ⅵ族、窄带隙p型半导体,其体相材料的直接带隙大小约为1.3ev,间接带隙大小约为0.9ev,由于其具有层状结构、极低的热导率和较高的zt值,在中低温范围内是一种很有应用前景的热电材料,近年来受到了世界范围内研究者的重视。然而热电材料的热导率还与多尺度缺陷有关, snse晶体即使化学剂量比相同, 但晶体内部的点缺陷、线缺陷以及面缺陷等能散射声子并进而改变热导率的诸多要素却可能大相径庭,这也将直接影响到zt值。

本文通过制备不同化学计量比的snse样品,采用正电子湮没技术研究不同温度下退火的snse样品中正电子湮没情况,判断其空位缺陷大小、种类以及这些缺陷随温度如何变化,再将这些缺陷与snse性能进行分析,判断其内在联系。

本文的意义是研究snse缺陷在不同温度退火条件下的变化情况,以了解其对snse性能的影响。

国内外研究现状

snse晶体具有极低的本征热导率和超高的热电优值zt, 因兼具有高性能、环境友好以及成本低廉等综合优势, 近些年成为国际上争相研究的热点。但是未进行有效掺杂的硒化锡热电材料的性能却不理想,吕帅等人尝试通过制备“缺陷”掺杂来提高材料的电导率,并优化材料的塞贝克系数,来提高其热电优值,通过devarda合金掺杂大幅提高材料的电导率,获得了0.45(773k)的热电优值,这是未掺杂硒化锡的三倍。余小燕等人对snse的分子结构、能带结构、输运特性、热电性能进行了研究,提出了利用“mosaic”晶体的特点来优化其热电性能的方法。

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2. 研究的基本内容

一、制备不同化学元素比的snse多晶体,进行真空高温熔融。

二、将熔融的snse研磨压片,完成测量样品制备以及seebeck系数、电导率等基本数据测量。

三、研究退火温度对缺陷大小和热电性能的影响,以及两者之间的关联:

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3. 实施方案、进度安排及预期效果

2018.12.10前:了解论文任务、研究目标和内容;

2018.12.10-2019.1.5:查阅相关文献和资料,确定实验内容,撰写任务书和开题报告;

2019.1.5-2019.2.24:进行实验准备,了解正电子湮没技术的原理和步骤,称量制备不同比例的snse;

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4. 参考文献

[1]吕帅.硒化锡基热电材料的制备及性能优化[d].云南:昆明理工大学,2018.

[2]樊少娟.正电子湮没技术对金属绝缘体转变相关的材料变相机制及物理特性的研究[d].安徽:中国科学技术大学,2015.

[3]曹兴忠,宋力刚.正电子湮没谱学研究半导体材料微观结构的应用进展[j].物理学报,2017,66(02):29-42.

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