Mg-,2-Si-,1-x-Ge-,x-的電子結(jié)構(gòu)、材料制備及熱電性能.pdf

1、半導(dǎo)體金屬硅化物熱電材料Mg<,2>Si以其組成元素在地殼中含量豐富,且對(duì)環(huán)境無毒無污染,近十年來受到了人們的廣泛關(guān)注.已有的研究表明,Mg<,2>Si<,1-x>Ge<,x>固溶體優(yōu)于純化合物Mg<,2>Si的熱電性能,通過摻雜合適的元素,該體系是非常有潛力的中溫域熱電材料.本文運(yùn)用基于第一性原理的量子化學(xué)計(jì)算方法對(duì)Mg<,2>Si<,1-x>Ge<,x>(x=0,0.2)體系的電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了計(jì)算,從微觀結(jié)構(gòu)的層次上對(duì)熱電性能相應(yīng)于結(jié)

2、構(gòu)的變化做出了理論解釋.能帶結(jié)構(gòu)的計(jì)算表明,Mg<,2>Si<,1-x>Ge<,x>(x=0,0.2)都是輕電子、重空穴的體系,因此宏觀上該體系表現(xiàn)為n型傳導(dǎo).計(jì)算同時(shí)表明,由于Ge的固溶,Mg<,2>Si<,0.8>Ge<,0.2>的禁帶寬度變小,其電導(dǎo)率更高,并且由于聲子散射的加強(qiáng),與Mg2Si相比具有更低的熱導(dǎo)率.應(yīng)用DTA、XRD、SEM等測試手段探索了固相反應(yīng)制備Mg<,2>Si<,1-x>Ge<,x>(x=0,0.2,0.4