SCMs|通过二维层状结构搭建能量和声子势垒提高InSb热电性能

InSb是一种具有闪锌矿结构的窄带隙半导体，在光电探测器、红外热成像、霍尔器件等领域有着广泛的应用。良好的能带结构、超高的电子迁移率和无毒性质表明InSb可能是一种潜在的中温热电材料。InSb当前面临着一些关键挑战，如高导热系数和小Seebeck系数，导致其超高的晶格导热系数，进而低的ZT值。

近日，华中科技大学杨君友教授、罗裕波教授和南洋理工大学魏磊副教授等人在SCIENCE CHINA Materials上发表研究论文，发展了一种z wt% QSe₂ (Q = Sn，W)纳米复合的高效策略，即通过对二维层状QSe₂的纳米复合，在InSb体系中引入Q_In⁺和Se_Sb⁺点缺陷。此外，本征WSe₂的价带作为势垒可以散射相当数量的空穴载流子，导致本征激发阶段的Seebeck系数升高。此外，无序分布的纳米片/粒子和位错可以有效地阻碍热流扩散，形成热声子的强散射。结果表明，3% WSe₂样品的功率因子提高到~33.3 μW cm⁻¹ K⁻²，733 K时ZT值提高到~0.82，工程输出功率密度ω_max ~233 μW cm⁻²，工程热电转换效率η ~5.2%。

文章信息

Jiwu Xin, Wang Li, Sihui Li, et al. Two-dimensional layered architecture constructing energy and phonon blocks for enhancing thermoelectric performance of InSb. SCIENCE CHINA Materials, https://doi.org/10.1007/s40843-021-1921-3

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