摻雜與制備方法對氧化鋅熱電性能的影響

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1、中國科學(xué)院大學(xué)UniversitvofChiileseAcademvofSciences碩士學(xué)位論文摻雜與制備方法對氧化鋅熱電性能的影響作者姓名指導(dǎo)教師學(xué)位類別：學(xué)科專業(yè)：培養(yǎng)單位：王寧寧辛紅星副研究員中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院碩士材料物理與化學(xué)合肥物質(zhì)科學(xué)研究院2013年5月By【NingNingWangJADissertationSubmittedtOUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofMaterialsphysicsandchemi

2、stryInstituteofSolidStatePhysics，ChineseAcademyofScience230031，Postbox1129，Hefei，Anhui，PRchinaMay,2013學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明鄭重聲明：本人呈交的學(xué)位論文《摻雜與制各方法對氧化鋅熱電性能的影響》，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，進行研究工作取得的成果。論文中所有數(shù)據(jù)、圖片資料均真實可靠。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成果不包含他人享有的著作權(quán)的內(nèi)容。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻的其他個人和集體，均已在文中以明確的方式標明。本學(xué)位論文的知識產(chǎn)權(quán)歸屬于培養(yǎng)單位，本學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明

3、的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。本人簽名；王要3日期；衛(wèi)B：』：36致謝光陰似箭，歲月如梭，轉(zhuǎn)眼間，已在美麗的科學(xué)島學(xué)習(xí)生活了兩年。本論文是在導(dǎo)師辛紅星副研究員的悉心指導(dǎo)下完成。辛老師淵博的學(xué)識、深邃的思想、敏銳而開放的思維方式令我欽佩；導(dǎo)師嚴謹求實的治學(xué)態(tài)度、刻苦勤奮的工作作風(fēng)、勇于創(chuàng)新和忘我工作的科研精神，善良正直誠懇的為人，為我樹立了一個優(yōu)秀科研工作者的榜樣，也是我學(xué)習(xí)的楷模。辛老師在學(xué)習(xí)、生活中的鼓勵、教誨和支持將使我受益終生，是我一生中的寶貴財富。我衷心感謝辛老師三年來在工作、學(xué)習(xí)、生活等各方面給予的極大關(guān)懷，精心指導(dǎo)和無私幫助。在這里特別感謝秦曉英研究員、孫玉平研究員、韓福生研究員、

4、王玉琦研究員、水嘉鵬研究員、高昌俊實驗師、朱曉光高級工程師、孔明光研究員、劉玲工程師、陳莉研究員等各方面的幫助。特別感謝王玉琦研究員課題小組在霍爾系數(shù)測試方面給予的支持和幫助．衷心感謝研究生部吳海信老師、李家明老師、李貴明老師和張艷麗老師三年來在政治、思想、業(yè)務(wù)、學(xué)習(xí)、生活等方面給予的眾多關(guān)心和幫助。同時也感謝研究生部的葉海燕老師以及其他老師的熱心幫助。我要特別的感謝李地副研究員給我的幫助和指導(dǎo)，在論文的完成過程中還得到了本課題組張建、宋春軍、孫瑞瑞、王晴晴、劉永飛、王玲、鄒天華和李向軍等人的熱心幫助。另外感謝在樣品測試中蔣衛(wèi)斌副研究員、孫慶星師兄、劉瑞師兄等給予的幫助和支持。感謝刁千

5、順、夏艷萍、蔣燕等10級所有同學(xué)對我生活和學(xué)習(xí)等各方面的支持與幫助。同時感謝我的父母以及其它親人朋友的默默支持和鼓勵，謝謝你們的無私奉獻!王寧寧2013年5月1日摘要本論文通過固相燒結(jié)技術(shù)和放電等離子體燒結(jié)技術(shù)成功制備了摻雜ZnO基熱電材料并研究了其熱、電輸運性能及其內(nèi)耗行為。主要結(jié)果包括：(1)采用固相燒結(jié)技術(shù)制備Znl-xAl。O(0．001_

6、達到最大值為9．1×104W／m-1K～。(2)采用固相燒結(jié)技術(shù)制備了Zn。Nbl-xO(O魚≤∞．02)多晶熱電材料。研究發(fā)現(xiàn)其品格常數(shù)a和c隨著摻雜量的增加而減小。隨著摻雜量的進一步增加其電導(dǎo)率反而降低。摻雜使得ZnO熱導(dǎo)率得到大幅的降低。這是由于摻雜增強了晶格散射，降低聲子熱導(dǎo)率從而降低了熱導(dǎo)率。(3)采用傳統(tǒng)的固相燒結(jié)技術(shù)成功的制備了Al和Nb共摻雜的ZnO基熱電材料。摻雜后的樣品電阻率、賽貝克系數(shù)絕對值和熱導(dǎo)率降低，由于功率因子的明顯增加，Zno．985AIoolNbo0050樣品的zT值在1000K為O．13。(4)采用放電等離子體燒結(jié)技術(shù)成功的制備了多晶Znl．xNb。O

7、(x=O．005，0．01和0．02)高溫氧化物熱電材料。晶粒大小和遷移率隨著摻雜濃度的增加而減小。同時研究了樣品室溫300K到1000K的熱電性能：摻雜Nb后其電導(dǎo)率有了大幅度的提高，樣品的塞貝克系數(shù)絕對值下降，同時摻雜降低了樣品熱導(dǎo)率。樣品zn0995Nbo0050在1000K獲得了最大的zT值O．10。(5)采用放電等離子體燒結(jié)技術(shù)成功制備了多晶Znl-x．yAIxNb。O(0<盟50．03，0_y50．02)高溫氧化物熱電材料。結(jié)果表明