几种硫族化合物的制备、高压结构及热电性能研究

来源 :吉林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:johnathan126
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
高压物理是研究物质在高压极端条件下的晶体结构、状态方程以及力学、电学和光学等特征的学科。在高压条件下发现很多物质具有不同于常压下的新结构、新性质和新规律,因此,高压技术为材料的制备和改性提供了一个重要的途径。在成员众多的硫族化合物中,由于其高压下丰富的物理性质以及广阔的应用前景,一直以来是科研工作者研究的热点。本论文利用高温高压方法制备了Bi Cu Ch O(Ch=S、Se、Te)、La Cu SO及Pb Se2五种硫族化合物;将高压技术与同步辐射、拉曼光谱测试相结合,对高压下Bi Cu Se O、Bi Cu SO、La Cu SO及Pb Se2的晶体结构进行了比较系统的研究;同时对Bi Cu Ch O(Ch=S、Se、Te)及Pb Se2的热电性能进行了测试和讨论,取得了一些比较有价值的研究结果。1、采用高温高压方法成功制备出四方相的Bi Cu Se O、Bi Cu SO、La Cu SO,对其拉曼特征峰进行了指认。并利用原位高压X射线衍射及原位高压拉曼手段对这三种铜硫族化合物在高压下结构的稳定性进行了系统的研究。结果如下:四方相的Bi Cu Se O、Bi Cu SO和La Cu SO,分别从13.97GPa、10.41GPa和11.64GPa开始,a轴出现负压缩率情形,c轴迅速减小,即体系发生了由四方相到塌缩四方相的等结构相变。经分析,这种压致等结构相变是与其晶体层状结构有关,在压力作用下其电荷存储层在ab面的剪切运动引起a轴的变大,其层与层之间共价键结合较弱,导致c轴特别容易被压缩。Bi Cu Se O及La Cu SO的高压拉曼结果显示在14.8GPa时出现新峰,及10.8GPa时各振动模式随压力变化斜率明显发生变化,与高压X光结果相一致。2、采用二次固相法制备出Bi Cu Se O前驱物,通过无压烧结和高压烧结方法制备出块体多晶材料。通过Rietveld精修和密度泛函理论计算表明高压能够抑制Bi Cu Se O本征缺陷的产生,因此高压烧结样品具有更高的霍尔迁移率和Seebeck系数。同时由于高压作用导致晶粒细化,进而得到较小的热导率。3、对高温高压合成的Bi Cu Ch O(Ch=S、Se、Te)样品进行了Rietveld精修及热电性能的测试。随着硫族元素Ch原子半径的增大,Bi Cu Ch O样品的导电活化能减小,Seebeck系数和电阻率减小,热导率降低。Bi Cu SO、Bi Cu Se O和Bi Cu Te O的最高品质因子在650K条件下分别达到了0.07,0.31,和0.65。4、利用高温高压方法合成了Bi Cu Se O-Bi Cu Te O固溶体,并对其微观形貌和热电性能进行了测试,结果发现富Se样品的粒度较小(<1μm),富Te样品的层状结构更为明显。样品的电阻率和晶格热导率随着Te含量的增大逐渐减小,品质因子升高。5、成功利用机械合金化结合高温高压方法直接制备出四方相Pb Se2。原位高压X射线衍射研究表明Pb Se2从19.93GPa开始发生结构相变,利用结构检索的方法,确定其高压相为对称性较低的三斜相,在相变过程中体积塌缩了18.4%。通过理论计算表明,相变前后Pb Se2发生了半导体到金属的转变。6、对Pb Se2的热电性能进行了测试,通过电阻率,Seebeck系数及X光测试表明四方相Pb Se2在超过400K温度条件下会分解为立方相的Pb Se和Se。Pb Se2热导率远小于相同方法合成的立方相Pb Se,结合密度泛函理论计算的结果,Pb Se2极低的热导率是因为其原子间结合力较弱而化学键的非简谐性较强所致。
其他文献
目的探究右美托咪定(DEX)在行心脏瓣膜置换术后炎性反应与认知功能的影响。方法选择武汉市亚洲心脏病医院择期行心脏瓣膜置换术120例,随机数字法将所有患者分为对照组与观察
阐述了高等学校校园文化建设在整个学校工作中的重要意义,分析了校园文化建设的现状和存在的问题。并针对校园文化建设中存在的问题,提出了从内容、形式、载体等方面加强校园文
改革开放以来,我国民族工作理论发展紧紧围绕不断深化对多民族基本国情的认识、坚定不移走中国特色解决民族问题正确道路、回答民族工作实践重大问题三条主线展开。深刻认识4
在分析西部资本市场的现状和发育滞后的原因的基础上,指出促进资本市场发展是缓解西部资本短缺状况的当务之急,并提出了培育西部资本市场的几点对策.