高性能Ge_(0.75)Pb_(0.25)Te_(0.5)Se_(0.5)固溶体热电材料

采用熔炼-淬火-高能球磨-放电等离子体烧结工艺,制备GeTe-PbTe合金Ge0.75Pb0.25Te及Se替代合金Ge0.75Pb0.25Te0.5Se0.5,研究和比较它们的物相、微结构及热电性能.结果表明:母合金Ge0.75Pb0.25Te由分别以GeTe和PbTe为基的两相组成,具有调幅分解组织,而Se替代合金Ge0.75Pb0.25Te中50%Te的合金变成以GeTe为基的单一固溶体,且存在大量的较小孪晶组织,两种合金都表现为p型半导体导电特性,固溶的Pb和Se原子改善了化合物的载流子浓度及能带结构,导致合金的Seebeck系数大幅度增加,固溶的Se及Pb原子、孪晶组织和晶界形成多尺度的声子散射中心,导致合金具有极低的热导率,热电优值ZT大幅度提高,673 K下,从Ge0.75Pb0.25Te的0.45提高到Ge0.75Pb0.25Te0.5Se0.5的1.6.