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鉛硫族化合物熱電材料 版權信息
- ISBN：9787115628640
- 條形碼：9787115628640 ; 978-7-115-62864-0
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
鉛硫族化合物熱電材料 本書特色
本叢書入選國家“十四五”規劃、工 信部“十四五”規劃，榮獲國家出版基金
作者團隊在熱電材料領域具有重大研究成果，在Nature、Science上發表多篇研究成果
新型熱電材料的相關圖書較少，填補空白
創新地提出了熱電領域新的研究方向和展望
基于新研究進展撰寫
鉛硫族化合物熱電材料 內容簡介
本書共8章，內容包括熱電輸運基本原理、鉛硫族化合物的晶體結構和能帶結構、鉛硫族化合物的制備方法、載流子濃度優化與動態摻雜、態密度有效質量優化策略、載流子遷移率優化策略、晶格熱導率降低策略、結語及展望。其中，本書重點介紹缺陷能級和間隙原子對載流子濃度的動態優化作用、能帶形狀優化對態密度有效質量和載流子遷移率關系的平衡調控作用，以及能帶銳化和微缺陷結構對協同調控載流子遷移率與晶格熱導率的作用。本書將熱電基本理論與高性能鉛硫族化合物熱電材料的設計相結合，并對鉛硫族化合物熱電材料的研究現狀以及需要解決的問題提出基本思考，有助于鉛硫族化合物熱電材料未來的發展。
鉛硫族化合物熱電材料 目錄
第 1章 熱電輸運基本原理 1
1.1 引言 1
1.2 熱電效應 2
1.2.1 澤貝克效應 2
1.2.2 佩爾捷效應 2
1.2.3 湯姆孫效應 3
1.3 熱電輸運理論 4
1.3.1 熱電相關參數 4
1.3.2 載流子輸運的能帶模型 5
1.3.3 聲子輸運模型 16
1.4 本章小結 22
1.5 參考文獻 22
第 2章 鉛硫族化合物的晶體結構和能帶結構 24
2.1 引言 24
2.2 晶體結構 24
2.3 能帶結構 25
2.3.1 電子能帶結構 25
2.3.2 聲子能帶結構 30
2.4 本章小結 34
2.5 參考文獻 35
第3章 鉛硫族化合物的制備方法 47
3.1 引言 47
3.2 機械合金化 47
3.3 熔融反應法 52
3.4 化學反應法 56
3.5 本章小結 60
3.6 參考文獻 61
第4章 載流子濃度優化與動態摻雜 64
4.1 引言 64
4.2 鉛硫族化合物的載流子濃度優化 65
4.2.1 N型摻雜優化載流子濃度 65
4.2.2 P型摻雜優化載流子濃度 66
4.3 缺陷能級動態優化載流子濃度 66
4.3.1 PbTe中In摻雜缺陷能級 66
4.3.2 PbTe中Ga摻雜缺陷能級 82
4.4 間隙原子動態優化載流子濃度 88
4.4.1 PbTe中間隙Cu原子動態摻雜 88
4.4.2 PbSe中間隙Cu/Zn/Ni原子動態摻雜 93
4.5 本章小結 102
4.6 參考文獻 103
第5章 態密度有效質量優化策略 113
5.1 引言 113
5.2 多能帶簡并 113
5.2.1 PbTe-MgTe中的價帶簡并 114
5.2.2 PbSe-CdSe中的價帶簡并 120
5.3 能帶扁平化 123
5.3.1 PbTe-MnTe中的能帶扁平化 124
5.3.2 PbSe-CdSe中的能帶扁平化 136
5.4 共振能級 146
5.4.1 PbTe-Tl中的共振能級 147
5.4.2 PbSe-Al中的共振能級 148
5.5 能量過濾效應 152
5.6 本章小結 153
5.7 參考文獻 153
第6章 載流子遷移率優化策略 165
6.1 引言 165
6.2 能帶銳化 165
6.2.1 (Pb1-xSnx)(Te1-xSex)中的能帶銳化 166
6.2.2 Pb1-xSnxSe中的能帶銳化 174
6.2.3 Pb1-xSnxS中的能帶銳化 184
6.3 能帶對齊 188
6.3.1 PbTe-SrTe中的價帶對齊 188
6.3.2 PbSe-CdS中的價帶對齊 191
6.3.3 PbS-PbTe中的導帶對齊 195
6.4 本章小結 196
6.5 參考文獻 197
第7章 晶格熱導率降低策略 207
7.1 引言 207
7.2 原子尺度缺陷結構設計 208
7.2.1 原子置換點缺陷 209
7.2.2 間隙原子點缺陷 216
7.3 位錯缺陷結構設計 220
7.3.1 Pb1-xSb2x/3Se的位錯缺陷結構 221
7.3.2 Pb0.95Sb0.033Se0.6Te0.4的位錯缺陷結構 222
7.4 納米缺陷結構設計 226
7.4.1 PbTe-CaTe/BaTe的納米缺陷結構 227
7.4.2 PbS-ZnS/CdS的納米缺陷結構 232
7.5 全尺度缺陷結構設計 237
7.5.1 PbTe-SrTe的全尺度缺陷結構 239
7.5.2 PbSe-PbS的全尺度缺陷結構 243
7.6 本章小結 247
7.7 參考文獻 247
第8章 結語及展望 259
1.1 引言 1
1.2 熱電效應 2
1.2.1 澤貝克效應 2
1.2.2 佩爾捷效應 2
1.2.3 湯姆孫效應 3
1.3 熱電輸運理論 4
1.3.1 熱電相關參數 4
1.3.2 載流子輸運的能帶模型 5
1.3.3 聲子輸運模型 16
1.4 本章小結 22
1.5 參考文獻 22
第 2章 鉛硫族化合物的晶體結構和能帶結構 24
2.1 引言 24
2.2 晶體結構 24
2.3 能帶結構 25
2.3.1 電子能帶結構 25
2.3.2 聲子能帶結構 30
2.4 本章小結 34
2.5 參考文獻 35
第3章 鉛硫族化合物的制備方法 47
3.1 引言 47
3.2 機械合金化 47
3.3 熔融反應法 52
3.4 化學反應法 56
3.5 本章小結 60
3.6 參考文獻 61
第4章 載流子濃度優化與動態摻雜 64
4.1 引言 64
4.2 鉛硫族化合物的載流子濃度優化 65
4.2.1 N型摻雜優化載流子濃度 65
4.2.2 P型摻雜優化載流子濃度 66
4.3 缺陷能級動態優化載流子濃度 66
4.3.1 PbTe中In摻雜缺陷能級 66
4.3.2 PbTe中Ga摻雜缺陷能級 82
4.4 間隙原子動態優化載流子濃度 88
4.4.1 PbTe中間隙Cu原子動態摻雜 88
4.4.2 PbSe中間隙Cu/Zn/Ni原子動態摻雜 93
4.5 本章小結 102
4.6 參考文獻 103
第5章 態密度有效質量優化策略 113
5.1 引言 113
5.2 多能帶簡并 113
5.2.1 PbTe-MgTe中的價帶簡并 114
5.2.2 PbSe-CdSe中的價帶簡并 120
5.3 能帶扁平化 123
5.3.1 PbTe-MnTe中的能帶扁平化 124
5.3.2 PbSe-CdSe中的能帶扁平化 136
5.4 共振能級 146
5.4.1 PbTe-Tl中的共振能級 147
5.4.2 PbSe-Al中的共振能級 148
5.5 能量過濾效應 152
5.6 本章小結 153
5.7 參考文獻 153
第6章 載流子遷移率優化策略 165
6.1 引言 165
6.2 能帶銳化 165
6.2.1 (Pb1-xSnx)(Te1-xSex)中的能帶銳化 166
6.2.2 Pb1-xSnxSe中的能帶銳化 174
6.2.3 Pb1-xSnxS中的能帶銳化 184
6.3 能帶對齊 188
6.3.1 PbTe-SrTe中的價帶對齊 188
6.3.2 PbSe-CdS中的價帶對齊 191
6.3.3 PbS-PbTe中的導帶對齊 195
6.4 本章小結 196
6.5 參考文獻 197
第7章 晶格熱導率降低策略 207
7.1 引言 207
7.2 原子尺度缺陷結構設計 208
7.2.1 原子置換點缺陷 209
7.2.2 間隙原子點缺陷 216
7.3 位錯缺陷結構設計 220
7.3.1 Pb1-xSb2x/3Se的位錯缺陷結構 221
7.3.2 Pb0.95Sb0.033Se0.6Te0.4的位錯缺陷結構 222
7.4 納米缺陷結構設計 226
7.4.1 PbTe-CaTe/BaTe的納米缺陷結構 227
7.4.2 PbS-ZnS/CdS的納米缺陷結構 232
7.5 全尺度缺陷結構設計 237
7.5.1 PbTe-SrTe的全尺度缺陷結構 239
7.5.2 PbSe-PbS的全尺度缺陷結構 243
7.6 本章小結 247
7.7 參考文獻 247
第8章 結語及展望 259
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鉛硫族化合物熱電材料 作者簡介
趙立東 北京航空航天大學材料科學與工程學院教授、博士生導師，國 家級青年人才計劃（2015）入選者，北京市杰出青年科學基金（2018）和國家杰出青年科學基金（2019）獲得者，獲北京市師德先鋒（2016）、國際熱電學會青年科 學家獎（2017）、國 家級人才計劃特聘教授（2018）、科學探索獎（2022）、北京市優 秀博士學位論文指導教師（2022）、科睿唯安“全球高被引科 學家”（2019—2023）、國際材料研究學會聯盟（IUMRS）前沿材料青年 科 學家獎（2023）、北京市優 秀研究生指導教師（2023）、何梁何利基金科學與技術創新獎（2023）。主要研究方向為開發寬溫域高 效溫差發電和熱電制冷材料。已在Nature 、Science等期刊上發表300余篇研究成果，擔任Materials Lab創刊主編。 肖鈺 電子科技大學材料與能源學院特聘研究員、博士生導師。研究方向為熱電能源材料，重點關注缺陷結構、能帶結構、晶體各向異性對電聲傳輸的解耦規律。已在Science、Nature Communications、Journal of the American Chemical Society、Energy & Environmental Science等期刊上發表論文50余篇。 錢鑫 河北大學校聘教授、碩士生導師。博士畢業于北京航空航天大學，曾獲CSC獎學金，前往美國密歇根大學進行聯合培養。主要從事新型熱電材料的設計與性能優化研究，以第 一作者或通信作者身份發表十余篇論文，主持國家自然科學基金青年科學基金項目、河北省引進留學人員資助項目等。
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