TiFe1.1-x NixSb的结构和热电性能随Ni填充量的演变(英文)

作者：王晨心; 董子睿^*; 陈家俊; 李志立; 甘露; 杨炯; 张继业; 骆军^*

来源：Science China-Materials, 2023, 66(08): 3230-3237.

TiFeSb是一种以half-Heusler结构为主相的多相材料.在这项工作中,我们发现可以通过将Ni填充到half-Heusler结构的4d空位来稳定TiFeSb,并获得单相TiFeNi0.1Sb合金.为了提高热电性能,我们设计并合成了具有更多价电子的TiFe1.1-xNixSb (x=0.1-1.0)样品.结构分析表明,x=0-0.3的样品是具有类half-Heusler结构的单相合金,x=0.4-0.7的样品是以Double half-Heusler为主相的两相材料,x=0.8-1.0的样品是类full-Heusler结构的单相材料.同时,在TiFe1.1-xNixSb中实现了优异的p型(x=0-0.3)和n型(x=0.8-1.0)电输运性能,这可以用Slater-Pauling规则很好地解释.结合由于无序晶体结构而大大降低的晶格热导率,p型TiFe0.8Ni0.3Sb和n型TiFe0.3Ni0.8Sb在973 K下分别获得了约0.6和0.4的热电优值.我们还证明,这些样品的热电性能可以通过常规掺杂或合金化方法进一步优化.通过Cu代替Ni(或Fe),p型TiFe0.8Ni0.2Cu0.1Sb的载流子浓度降低,并且在973 K时热电优值达到0.8,这是空位填充型Heusler合金的最高记录.

• 单位
  上海大学