掺杂空位的硫化镨的合成、晶体结构及其热电性能

《Journal of the American Ceramic Society》：Synthesis, crystal structure, and thermoelectric properties of vacancy-doped praseodymium sulfide

热电材料研究：新型Pr?S??x化合物通过X射线衍射和XAFS表征其晶体结构及Pr-S配位环境，结合多散射分析确定Pr L?边XAFS特征。调整阴离子空位可调控电导率和塞贝克系数，x=0.04时峰值功率因子达2.49 μW/cm/K2。能带计算显示导带Γ点处单发散散能带，价带多能级汇聚结构预示p型半导体潜力。同步开展硬度测试和声速测量表征机械性能。

　　

摘要

热电材料作为一种有前景的能量转换方式逐渐受到关注，特别是能够将废热转化为电能。本文介绍了一种新型的基于稀土的热电化合物Pr₂S_3?x（其中x分别为0.04、0.06和0.08）。通过对晶体结构进行X射线衍射和X射线吸收精细结构谱（XAFS）分析，揭示了最近邻Pr–S原子对的配位环境。此外，多重散射技术进一步解析了Pr₂S₃中Pr L₃边的XAFS特征。通过改变阴离子空位，可以调节Pr₂S_3?x的电导率和塞贝克系数。当温度为623 K时，Pr₂S_3?x（x = 0.04）的峰值功率因子达到了2.49 μW/cm/K²。能带结构计算显示，布里渊区的Γ点位于导带区域，并且只有一个分散带；价带区域则有多个能带相互汇聚，这表明该材料在p型热电半导体中具有更大的应用潜力。同时，还通过硬度测试和声速测量研究了Pr₂S_3?x的机械性能。这项对Pr₂S_3?x材料系统的全面研究，为推动创新热电材料的发展迈出了重要一步。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。