超晶格热电薄膜的研究现状与发展

随着热电材料与薄膜制备技术和性能研究手段的发展,具有高热电性能的纳米超晶格热电薄膜已受到人们的关注.简要介绍了超晶格热电薄膜的理论研究、制备和分析测试技术,指出了超晶格热电薄膜主要应用环境和存在的问题以及可能的发展方向.     

超晶格热电材料研究进展

本文讨论了超晶格材料在热电方面的应用以及超晶格提高材料热电性能的原因和存在的问题，并介绍了几种超晶格热电材料研究情况。     

新型热电材料研究进展

热电效应在发电和致冷方面有关巨大的应用潜力。从如何提高热电材料热电优值的理论研究出发，列出了寻找高优值热电材料的几种主要途径。在此基础上，重点介绍了最近几年来新型热电材料的研究发展情况，包托笼式化合物、超晶格热电材料、Half-Heusler合金等。并提出了亟待解决的问题和今后的研究方向。     

氧化物热电材料的研究现状

氧化物热电材料具有耐高温、抗氧化、使用寿命长、环境友好等特点，并且制备工艺简单，品种多，具有良好的发展前景。本文介绍了层状金属氧化物、钙钛矿复合型氧化物、透明导电氧化物（TCO）、低维氧化物、超晶格氧化物等各种热电氧化物材料，综述了各类氧化物材料目前研究现状、影响该类材料热电性能的各种因素以及有效提高材料的热电性能的途径。     

锑化物二类超晶格热电材料:能带结构、热电性能、制备与测试

热电器件由于结构简单、可靠性好、无污染等优点,在微电子、能源等领域具有广泛的应用。探索具有高热电优值(ZT)的新材料是近些年来的研究热点。超晶格材料由于独特的量子限制效应和声子界面散射,ZT值比块体材料大幅度提高。而锑化物二类超晶格与传统超晶格不同,其禁带呈错开状,由此又可以带来热电性能新的变化。阐述了锑化物二类超晶格的能带结构以及能够获得高ZT值的优势,介绍了其热电机理和研究进展,以及当前该类超晶格的制备工艺和测试方法。     

半导体制冷空调的应用与发展前景

通过深入系统的文献研究,考察近40年来,特别是近10年来热电空调技术的发展,指出大型热电空调系统近期仍然难以作为普通建筑空调推广,小型热电空调装置应用于特殊场合则具备独特优势;20世纪90年代开始全球性禁止使用CFCs物质,为热电空调技术的发展提供新的机遇和动力;预期超晶格结构是提高热电材料优值系数的极具潜力的途径.     

一维Bi2Te3基纳米材料的制备、结构控制与热电性能

热电材料的低维化可以改善材料电输运与热传输的矛盾,特别是一维纳米热电材料明显的晶体各向异性和强烈的量子禁闭效应,可大幅度提高材料的热电优值和热电转换效率。Bi2Te3是制造低温热电材料的最常用材料,在温差发电和半导体制冷方面具有广阔的商业应用前景。以一维Bi2Te3基纳米热电材料的制备技术为评述线索,重点论述一维Bi2Te3基纳米热电材料形貌参数(包括直径、长径比)、晶面取向等微观结构的调控方法、生长机理以及显微结构对热电性能的影响规律。指出发展新的一维Bi2Te3基纳米热电材料结构控制方法,研究一维纳米热电材料的定向排布及组装技术,从更深层次揭示一维结构与热电性能的关系,以及开发一维Bi2Te3基纳米热电材料在各领域的实际应用是未来研究的发展方向。     

纳米技术在提高热电材料性能上的应用现状及发展趋势

综述了形成超晶格结构、纳米线(或纳米管)和纳米复合结构3种纳米技术在提高热电材料性能(ZT值)上的研究现状、存在的困难及发展趋势,同时指出纳米技术在提高热电材料性能上的应用还需要进一步完善理论模型,优化样品制备的实验手段,了解材料微观结构以及确定结构与性能之间的关系.     

热电材料中的晶格热导率

随着可再生能源及能源转换技术的快速发展, 热电材料在发电及制冷领域的应用前景受到越来越广泛的关注。发展具有高热电优值材料的重要性日益突出, 如何获得低晶格热导率是热电材料的研究重点之一。本文阐述了热容、声速及弛豫时间对晶格热导率的影响, 介绍了本征低热导率热电材料所具有的典型特征, 如强非谐性、弱化学键、本征共振散射及复杂晶胞结构等, 并分析了通过多尺度声子散射降低已有热电材料晶格热导率的方法, 其中包括点缺陷散射、位错散射、晶界散射、共振散射、电声散射等多种散射机制。此外, 总结了几种预测材料最小晶格热导率的理论模型, 对快速筛选具有低晶格热导率的热电材料具有一定的理论指导意义。最后, 展望了如何获得低热导率热电材料的有效途径。     

低维纳米热电材料研究进展

低维纳米热电材料具有优良的热电性能,近年来受到大量研究者的喜爱。本文讨论低维纳米热电材料的机理,综述了零维纳米热电材料、一维纳米热电材料、二维纳米热电材料的最新研究进展,为低维纳米热电材料的进一步深入研究做了初步的总结和预测。     

热电纳米材料的研究进展

随着热电材料制备技术和性能研究的发展,热电纳米材料越来越受到人们的关注.介绍了几种有应用潜能的热电纳米材料的研究进展,指出了有关热电纳米材料研究存在的主要问题和其可能的发展方向.     

热电材料高通量实验制备与表征方法

高通量材料实验旨在利用较少的实验次数快速获得成分-物相-结构-性能之间关系, 筛选出组分最优的材料体系, 目前已在超导材料、荧光材料以及巨磁阻材料等方面有较多应用。热电材料是可以实现热能和电能直接相互转换的功能材料, 在温差发电和废热利用等领域有着重要的应用价值, 但热电材料的传统实验制备与表征方法存在着实验周期长和效率低等问题。因此, 将高通量实验的方法和理念引入新型热电材料的研发和优化具有重要的理论和实际意义。本文主要总结和梳理了现有在热电材料实验研究中具有较好应用前景的高通量实验制备与表征技术, 包括高通量样品制备、成分-结构高通量表征、电-热输运性能高通量表征等, 并分析了各高通量实验技术在实验热电材料研究中的优势和局限性, 希望为今后热电材料高通量实验优化和筛选提供一定的参考。     

纳米热电材料及其ECALE制备方法进展

论述了纳米热电材料的发展现状及其提高热电优值（ZT）的机理,介绍了一种制备纳米热电薄膜的新方法--电化学原子层外延（ECALE）,它采用欠电位沉积实现二维层状生长.文中还总结了该方法制备纳米薄膜过程中的几个重要影响因素,并预测了纳米热电材料和器件今后的研究方向.     

新型热电材料的研究动态

半导体热电材料的热电效应有着巨大的应用潜力,但如何提高材料的热电转化效率是目前研究者们探讨的热点问题.介绍了一些有潜力的新型热电材料诸如Skutterudites、Clathrates、Half-Heusler、准晶体等体系的研究概况,重点介绍了功能梯度热电材料和低维热电材料的研究动态.     

氧化物热电材料研究进展

氧化物基热电材料具有高温稳定性、抗氧化性和安全长效等优点而受到人们的广泛关注, 但其应用受到了热电性能的限制。本文详细介绍了几种典型氧化物热电体系, 如层状钴基氧化物、钙钛矿结构化合物、透明导电氧化物和一些新型氧化物热电材料的研究进展。从能带结构和微观形貌两方面入手进行调节, 以达到热电材料热学性能和电学性能的协调统一。分析了氧化物热电材料研究中的主要问题, 并对未来的发展提出了一些新的思路。     

低维材料的研究

主要论述了低维材料的制造方法、特异性能及在光电子和微电子器件领域的应用,包括介质超晶格、金属超晶格和一维量子线;介绍了我们分别采用激光分子束外延制备的BaTiO3/SrTiO3介质超晶格及其介电性能、直流磁控溅射法制备的强紫外光反射的Cu/Ti超晶格和宽禁带的一维ZnO量子线;描述了低维材料的发展前景.     

填充方钴矿类热电材料的研究进展

首先介绍了填充方钴矿类热电材料的电子结构特征,重点评述了方钴矿类热电材料的优化成分设计,并介绍了填充式skutterudite化合物能带结构的模拟计算、制备方法及其应用前景.     

Ca(Na)-Co-O基热电氧化物研究进展

介绍了钴基氧化物热电材料研究现状及前景.重点介绍了具有潜力的Na/Ca-Co-O热电氧化物材料的结构、热电性能特征、制备等研究现状;并对Na/Ca-Co-O基热电氧化物Na/Ca位和Co位掺杂研究进行了评述;最后指出了钴基氧化物热电材料的应用前景和研究方向.