AgyIn3.33–y/3Se5化合物结构和热电性能

本文使用静态扩散法结合常规X射线粉末衍射和电子探针技术, 在Ag-In-Se体系中发现了AgyIn3.33–y/3Se5新化合物. 其结构属于三方晶系, 空间群为P3m1, 是二维层状结构, 单层晶胞由9个原子量子层按照Se1-In1-Se2-In2-Se3-Ag/In3 -Se4-In4-Se5顺序排布构成, 层间由弱范德瓦耳斯力结合. 烧结的块体样品表现出强烈的取向性, 在平行压力方向上具有极低的晶格热导率(在873 K为0.15 W·m–1·K–1). 这种本征低的晶格热导率主要源于材料的低声速和低频光学支声子与声学支声子强耦合作用. AgyIn3.33–y/3Se5样品表现为n型传导,室温下电导率约为4 × 104 S·m–1, Seebeck系数约为–80 μV·K–1, 样品在宽温度范围内均表现出较好的电传输性能, 在450—800 K范围内的功率因子为5 μW·cm–1·K–2左右. 由于在平行压力方向上低的晶格热导率, 最终Ag0.407In3.198Se5样品在873 K达到最大热电优值ZT为1.01, 在300—850 K的平均ZT为0.45. 该化合物的发现, 扩充了铜属硫基化合物体系的n型材料, 为铜属硫基化合物体系的应用奠定了重要基础.