黄铜矿型三元合金CuGaTe_2的热电性能  

Thermoelectric properties of a chalcopyrite compound CuGaTe_2

作　　者：李亚鹏[1] 孟庆森[1] 周红[2] 杨江锋[1] 崔教林[3] 

机构地区：[1]太原理工大学材料科学与工程学院,山西太原030024 [2]中国矿业大学材料科学与工程学院,江苏徐州030024 [3]宁波工程学院材料工程研究所,浙江宁波315016

出　　处：《功能材料》2013年第4期552-554,558,共4页Journal of Functional Materials

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51171084;50871056);宁波市自然科学基金资助项目(2011A610093);宁波市国际合作资助项目(2011D10012)

摘　　要：利用放电等离子烧结技术制备了三元半导体CuGaTe2。XRD分析结果表明,该半导体为单相化合物CuGaTe2,带隙宽度(Eg)约为1.0eV,与Ga2Te3(1.65eV)的带隙相比明显变窄。在701K时电导率达到1.6×104/(Ω.m)。电导率的显著提高与带隙变窄密切相关。晶格热导率占总热导率(κ)的主要部分,κ值由室温时的3.64W/(m.K)降低到701K时的1.1W/(m.K),并基本符合∞T-1关系,即声子散射基本受Umklapp过程控制。在701K时该三元化合物的最大热电优值ZT为0.49,而Ga2Te3在860K时的最大ZT值为0.16。Here we synthesized a Ga2Te3 based chalcopyrite compound CuGaTe2 by spark plasma sintering technique.The XRD analysis indicates that the compound is a single phase CuGaTe2 with the band gap（Eg） of about 1.0eV,which is much narrowed compared to that of intrinsic Ga2Te3（1.65eV）.The bandgap narrowing is directly responsible for the remarkable improvement of the electrical conductivity of the titled compound that exhibits 1.6×104/Ω·m） at 701K.The lattice part dominates the total thermal conductivity that decreases sharply from 3.64W/（m·K） at room temperature to 1.1W/（m·K） at 701K,almost obeying a ∞T-1 relation,suggesting a dominant Umklapp process.The maximum thermoelectric figure of merit is 0.49 at 701K,whereas that of Ga2Te3 is 0.16 at 860K.

关 键 词：热电性能 黄铜矿型三元合金CuGaTe2 带隙宽度 

分 类 号：TB34[一般工业技术—材料科学与工程]