利用正电子湮没技术研究β-CuAgSe中缺陷对其热电性质影响的工作发表在《Appl. Phys. Lett.》

撰稿人： 谷冰川

       能源短缺和环境污染都是当今社会的重要议题。由于热电材料可以直接将热能和电能相互转化，它成为了近年来材料科学研究中的一个热点问题。粒子束交叉应用实验室的谷冰川同学应用正电子湮没谱仪结合第一性原理计算表征了β-CuAgSe材料中的缺陷特征，并研究了其缺陷对热电性能的影响。
       本工作通过固相反应法合成了β-Cu_1-xAg_1-ySe（x=0, 0.2, 0.4; y=0, 0.2）热电材料。正电子湮没寿命谱结合第一性原理计算表明：不仅在Ag缺乏的样品中存在Ag空位，在Cu缺乏的样品中也由于形成了Ag₂Se杂相而形成了Ag空位，并导致第二寿命强度的上升。在室温下，元素缺乏的样品的热电性质和理想比例的β-CuAgSe相差不多。当温度升高时，由于Cu空位和Ag空位给元素缺乏的样品提供了更多空穴，导致p型载流子占据主导地位。从室温到400 K，S的绝对值迅速降低，直至发生n-p转变。在本工作中，样品的ZT值主要取决于S，所以元素缺乏的样品ZT会随温度的升高迅速降低，在400 K时接近于零。但理想比例的β-CuAgSe样品并未发现S的大幅波动，由室温到450 K，ZT有从0.4到0.5的小幅上升。 
 


       该工作以“Effect of vacancies on thermoelectric properties of β-CuAgSe studied by positron annihilation”为题发表于《Appl. Phys. Lett.》上。