半導(dǎo)體致冷材料是一種可實現(xiàn)熱電相互轉(zhuǎn)化的功能材料,N型半導(dǎo)體致冷材料因其室溫下性能優(yōu)異而備受青睞。已有研究表明,點缺陷對半導(dǎo)體致冷材料的載流子濃度有較大影響,因此采用摻雜法引入缺陷可以改變材料的能帶結(jié)構(gòu),從而提升材料的熱電性能。稀土元素本身的局部磁矩可以提高材料的Seebeck系數(shù),特殊的f層電子又可以與其他元素的d電子形成雜化效應(yīng),進一步優(yōu)化材料的熱電性能。此外,機械合金化法可以制備得到成分均勻的細(xì)小顆粒,使材料具有良好的熱電性能。本文采用機械合金化燒結(jié)熱壓法制備N型釓摻雜贗三元半導(dǎo)體致冷材料,使用X射線衍射儀和掃描電子顯微鏡進行微觀結(jié)構(gòu)分析,通過霍爾效應(yīng)分析材料的載流子濃度,通過測試材料的電導(dǎo)率、溫差電動勢率和熱導(dǎo)率分析制備工藝參數(shù)對N型釓摻雜贗三元半導(dǎo)體致冷材料熱電性能的影響規(guī)律,進而揭示贗三元半導(dǎo)體致冷材料熱電性能優(yōu)化機理。微觀結(jié)構(gòu)分析表明,燒結(jié)使材料的內(nèi)應(yīng)力得到釋放,同時燒結(jié)會對晶粒的生長起促進作用導(dǎo)致晶粒聚集長大。隨著熱壓溫度的升高,XRD圖譜結(jié)果顯示衍射峰的峰值增高,半高寬減小;SEM圖像結(jié)果顯示晶粒長大且晶體顆粒間孔隙減小,空隙率降低,因此熱壓溫度的升高對晶粒的生長起到... 

【文章來源】：哈爾濱師范大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：53 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 熱電效應(yīng)及其物理機制
    1.3 熱電材料的研究進展
2Te₃基半導(dǎo)體致冷材料的研究現(xiàn)狀">    1.4 Bi₂Te₃基半導(dǎo)體致冷材料的研究現(xiàn)狀
    1.5 本文研究內(nèi)容
第2章 實驗材料的制備過程及測試方法
    2.1 實驗流程
    2.2 材料制備
        2.2.1 機械合金化法制備粉體材料
        2.2.2 高溫?zé)Y(jié)
        2.2.3 控溫?zé)釅褐苽鋲K體材料
        2.2.4 測試材料的切割
    2.3 微觀結(jié)構(gòu)及霍爾系數(shù)測試方法
        2.3.1 XRD測試
        2.3.2 SEM測試
        2.3.3 霍爾系數(shù)測試
    2.4 熱電參數(shù)測試方法
        2.4.1 Seebeck系數(shù)測試
        2.4.2 電導(dǎo)率測試
        2.4.3 熱導(dǎo)率測試
第3章 N型釓摻雜贗三元致冷材料微觀結(jié)構(gòu)分析
    3.1 微觀結(jié)構(gòu)分析
        3.1.1 XRD圖譜分析
        3.1.2 SEM結(jié)構(gòu)分析
    3.2 載流子輸運分析
    3.3 本章小結(jié)
第4章 N型釓摻雜贗三元致冷材料熱電性能分析
    4.1 Seebeck系數(shù)分析
    4.2 電導(dǎo)率分析
    4.3 功率因子分析
    4.4 熱導(dǎo)率分析
    4.5 ZT值分析
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3043430