Bulk Nanocrystalline Thermoelectrics Based on Bi-Sb-Te Solid Solution

Structure and Thermoelectric Properties of Nanostructured (Bi, Sb)<sub>2</sub>Te<sub>3</sub> (Review)

“…To create bulk nanocrystalline thermoelectric materials by mechanical activation process in a planetary ball mill with subsequent hot pressing was previously suggested in [13] for creating percolate structures based on fullerenes. The results obtained in subsequent research are partially shown in [14][15][16].…”

“…At the maximum volume fraction of CSR, which is located at 50 nm, the difference between the dimensions of CSR and the mean free path seems to be not so discouraging. If there are processes, related to energy filtering of charge carriers [16] rather than to scattering, then the obtained at SPS size of CSR is very promising for the manifestation of the effects associated with these processes, since the mean free path for energy elastic scattering can significantly exceed the mean free path for a momentum. As the rapid increase in the mean free path manifests itself with decreasing temperature, all the effects connected with the influence of the boundaries of CSR and nanograins should be better expressed at low temperatures.…”

“…This work is largely devoted to experimental works on nanostructural material on the basis of (Bi, Sb) 2 Te 3 held in Russia [9][10][11][12][13][14][15][16]. All of them began around the same time and used similar techniques as those in papers [1,2,17].…”

Donor-like effect and thermoelectric properties in n-type Bi₂Te₃-based compounds

“…Bi 2 Te 3 基化合物是室温附近性能最好的热电材料，目前被广泛应用于低温区 制冷和热电发电 [1][2][3][4][5] 。独特的层状结构导致 Bi 2 Te 3 基化合物的热电输运特性表现 出明显的各向异性，沿面内方向具有更加优异的电传输性能和高的热导率；而 Seebeck 系数表现为各向同性；因此，层内方向具有更加优异的热电性能，这种 各向异性的输运性能在 n 型材料中表现尤为突出 [6][7][8][9][10][11] 。由于层间弱的范德华力作 用，采用区熔技术制备的 Bi 2 Te 3 基热电材料易沿着层间解理，在加工过程中容易 破碎和断裂，导致其可加工性和机械性能较差，严重影响了热电器件的性能和材 料的利用率，而且限制了其在微型器件方面的应用 [12][13][14][15][16] 。因此，亟需开发热电性 能和力学性能兼优的 Bi 2 Te 3 基热电材料。 为了提高 Bi 2 Te 3 基热电材料的力学性能， 大多数研究主要采用粉末冶金工艺 制备多晶 Bi 2 Te 3 基化合物， 通过细化晶粒和结构纳米化大幅提高材料的力学性能 [17][18][19] 。此外，采用纳米结构工程在材料基体中引入大量的晶界，增强界面声子散 射，显著降低了材料的晶格热导率，从而大幅提高材料的 ZT 值 [20][21][22][23][24][25][26][27][28][29][30] 。尽管通过 上述方法 p 型 Bi 2 Te 3 基热电材料的热电性能和力学性能均得到了大幅提升 [12,31] ， 但是对于多晶 n 型 Bi 2 Te 3 基热电材料， 粉末冶金过程产生的类施主效应导致载流 子浓度不可逆的显著增加，使其严重偏离材料服役温度的最佳载流子浓度 [12,[32][33][34][35][36][37] 。 此外，粉末冶金过程显著细化晶粒，导致晶界散射的增强和材料中随机取向晶粒 的增多 [38,39] ， 致使具有强各向异性 n 型 Bi 2 Te 3 基化合物的多晶样品载流子迁移率 急剧减小；因此材料的电输运性能和室温附近的热电性能严重劣化 [12,[40][41]…”

Структура соединения Сu-=SUB=-2-=/SUB=-Se, полученного различными методами

“…В настоящей работе для синтеза селенида меди используется тех-нологическая схема получения наноструктурированного объемного материала, успешно использованная нами для получения твердых растворов на основе (Bi,Sb) 2 Te 3 [5,6]. Полученный с помощью механохимического синтеза (МХС), Cu 2 Se компактировали методами искрового плазменного спекания (ИПС) и горячего прессова-ния (ГП).…”