SCMs|晶界散射与镁成分调控协同提高硼掺杂Mg3Sb2基材料的热电性能

器件应用要求热电材料在服役温度范围内具有持续的高热电优值。近年来，Zintl相化合物n-Mg₃Sb₂由于丰富的化学性质和结构复杂性而受到广泛关注，但是，n-Mg₃Sb₂难以在整个中温范围内保持良好的热电性能。近日, 哈尔滨工业大学隋解和教授等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，通过提高烧结温度，使合金平均晶粒尺寸增加了15倍，调控了晶界散射从而使载流子迁移率提高至180 cm² V⁻¹ s⁻¹。同时，更高的烧结温度优化了Mg成分以获得超低晶格热导率；采用硼掺杂获得了良好的热稳定性和更高的硬度。电热输运特性的协同优化使得硼掺杂Mg₃Sb₂合金的热电性能在全温域提高明显，热电优值为0.62 (300 K)–1.81 (773 K)，在300–773 K之间的平均热电优值高达1.4，在热电器件应用方面极具潜力。

图1 不同温度下烧结的Mg_3.17B_0.03Sb_1.5Bi_0.49Te_0.01样品的热电性能。

相关结果最近发表于Science China Materials, 2020, 10.1007/s40843-020-1559-4。

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