铅硫族化合物热电材料

第 1章　热电输运基本原理　1

1.1　引言　1

1.2　热电效应　2

1.2.1　泽贝克效应　2

1.2.2　佩尔捷效应　2

1.2.3　汤姆孙效应　3

1.3　热电输运理论　4

1.3.1　热电相关参数　4

1.3.2　载流子输运的能带模型　5

1.3.3　声子输运模型　16

1.4　本章小结　22

1.5　参考文献　22



第　2章 铅硫族化合物的晶体结构和能带结构　24

2.1　引言　24

2.2　晶体结构　24

2.3　能带结构　25

2.3.1　电子能带结构　25

2.3.2　声子能带结构　30

2.4　本章小结　34

2.5　参考文献　35



第3章　铅硫族化合物的制备方法　47

3.1　引言　47

3.2　机械合金化　47

3.3　熔融反应法　52

3.4　化学反应法　56

3.5　本章小结　60

3.6　参考文献　61



第4章　载流子浓度优化与动态掺杂　64

4.1　引言　64

4.2　铅硫族化合物的载流子浓度优化　65

4.2.1　N型掺杂优化载流子浓度　65

4.2.2　P型掺杂优化载流子浓度　66

4.3　缺陷能级动态优化载流子浓度　66

4.3.1　PbTe中In掺杂缺陷能级　66

4.3.2　PbTe中Ga掺杂缺陷能级　82

4.4　间隙原子动态优化载流子浓度　88

4.4.1　PbTe中间隙Cu原子动态掺杂　88

4.4.2　PbSe中间隙Cu/Zn/Ni原子动态掺杂　93

4.5　本章小结　102

4.6　参考文献　103



第5章　态密度有效质量优化策略　113

5.1　引言　113

5.2　多能带简并　113

5.2.1　PbTe-MgTe中的价带简并　114

5.2.2　PbSe-CdSe中的价带简并　120

5.3　能带扁平化　123

5.3.1　PbTe-MnTe中的能带扁平化　124

5.3.2　PbSe-CdSe中的能带扁平化　136

5.4　共振能级　146

5.4.1　PbTe-Tl中的共振能级　147

5.4.2　PbSe-Al中的共振能级　148

5.5　能量过滤效应　152

5.6　本章小结　153

5.7　参考文献　153



第6章　载流子迁移率优化策略　165

6.1　引言　165

6.2　能带锐化　165

6.2.1　(Pb1-xSnx)(Te1-xSex)中的能带锐化　166

6.2.2　Pb1-xSnxSe中的能带锐化　174

6.2.3　Pb1-xSnxS中的能带锐化　184

6.3　能带对齐　188

6.3.1　PbTe-SrTe中的价带对齐　188

6.3.2　PbSe-CdS中的价带对齐　191

6.3.3　PbS-PbTe中的导带对齐　195

6.4　本章小结　196

6.5　参考文献　197



第7章　晶格热导率降低策略　207

7.1　引言　207

7.2　原子尺度缺陷结构设计　208

7.2.1　原子置换点缺陷　209

7.2.2　间隙原子点缺陷　216

7.3　位错缺陷结构设计　220

7.3.1　Pb1-xSb2x/3Se的位错缺陷结构　221

7.3.2　Pb0.95Sb0.033Se0.6Te0.4的位错缺陷结构　222

7.4　纳米缺陷结构设计　226

7.4.1　PbTe-CaTe/BaTe的纳米缺陷结构　227

7.4.2　PbS-ZnS/CdS的纳米缺陷结构　232

7.5　全尺度缺陷结构设计　237

7.5.1　PbTe-SrTe的全尺度缺陷结构　239

7.5.2　PbSe-PbS的全尺度缺陷结构　243

7.6　本章小结　247

7.7　参考文献　247



第8章　结语及展望　259