通过二维层状结构搭建能量和声子势垒提高InSb热电性能（英文）

作者：辛集武; 李旺; 李思慧; 陶阳; 许天; 罗裕波^*; 姜庆辉; 魏磊^*; 杨君友^*

来源：Science China-Materials, 2022, 65(05): 1353-1361.

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In Sb可能是一种潜在的中温热电材料.In Sb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.鉴于此,我们发展了一种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In Sb体系中引入QIn+和SeSb+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～33.3μW cm-1K-2, 733 K时ZT值提高到～0.82,工程输出功率密度ωmax～233μW cm-2,工程热电转换效率η～5.2%.

• 单位
  华中科技大学