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Complex alloying effect on thermoelectric transport properties of Cu2Ge(Se(1-x)Tex)3

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Chinese Physics B 2018年第6期27卷 376-381页

作者： Ruifeng Wang Lu Da yanci yan Kunling Peng Xu Lu Xiaoyuan Zhou and Guoyu Wang Chongqing Institute of Green and Intelligent Technology Chinese Academy of Sciences Chongqing 400714 China College of Physics Chongqing University Chongqing gO 1331 China School of Physical Sciences University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049 China

To enhance the thermoelectric performance of Cu2GeSe3, a series of Te-alloyed samples Cu2Ge（Se（1-x）Tex）3 are synthesized and investigated in this work. It is found that the lattice thermal conductivity is reduced drastically for x = 0.1 sample, which may be attributed to the point defects introduced by alloying. However, for samples with x ≥ 0.2, the lattice thermal conductivity increases with increasing x, which is related to a less distorted structure. The structure evolution,together with the change in carrier concentration, also leads to a systemically change in electrical properties. Finally, a z T of 0.55@750 K is obtained for the sample with x = 0.3, about 62% higher than that for the pristine sample.

关键词： thermoelectric Cu2GeSe3 alloying distorted structure

Band modification towards high thermoelectric performance of SnSb_(2)Te_(4) with strong anharmonicity driven by cation disorder

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Journal of Materials Science & Technology 2023年第23期154卷 140-148页

作者： Hong Wu Peng Chen Zizhen Zhou De Zhang Xiangnan Gong Bin Zhang yang Zhou Kunling Peng yanci yan Guiwen Wang Jun Liu Dengfeng Li Guang Han Guoyu Wang Xu Lu Xiaoyuan Zhou School of Science Chongqing University of Posts and Telecommunications Chongqing 400065 China College of Physics and Center for Quantum Materials & Devices Chongqing University Chongqing 401331 China College of Materials Science and Engineering Chongqing University Chongqing 400044 China Chongqing Institute of Green and Intelligent Technology Chinese Academy of Sciences Chongqing 400714 China Analytical and Testing Center of Chongqing University Chongqing 401331 China Interdisciplinary Center for Fundamental and Frontier Sciences Nanjing University of Science and Technology Jiangyin 214443 China

As a typical (IV–VI)_(x)(V_(2)VI_(3))_(y) compound, the tetradymite-like layered SnSb_(2)Te_(4) -based compounds have attracted increasing attention in the thermoelectric community owing to the intrinsically low lattice thermal conductivity. Nevertheless, the effect of cations disorder on the inherent physical characteristics remains puzzling, and its inferior Seebeck coefficient is the bottleneck to achieving high thermoelectric performance. In this work, the thermoelectric properties of polycrystalline In_(x)Sn_(1−x)Sb_(2)(Te_(1−y)Se_(y))_(4) (0≤x≤0.1,0≤y≤0.15) samples are comprehensively investigated. In conjunction with the calculated band structure and experimental results, the Seebeck coefficient and power factor are markedly improved after the introduction of indium and selenium, which originates from the combined effects of the emergent resonant states and converged valence bands along with optimal carrier concentration. Additionally, compared with the ordered lattice structure, the disordered cations occupancy in SnSb_(2)Te_(4) further strengthens lattice anharmonicity and reduces phonon group velocity verified by first-principles calculations, securing intrinsically low lattice thermal conductivity. Finally, a record zT value of ∼0.6 at 670 K and an average zT of ∼0.4 between 320 and 720 K are obtained in the In0.1 Sn0.9 Sb2 Te3.4 Se0.6 sample, being one of the highest zT values among SnSb2 Te4 -based materials. This work not only demonstrates that SnSb2 Te4 -based compounds are promising thermoelectric candidates, but also provides guidance for the promotion of thermoelectric performance in a broad temperature range.

关键词： Thermoelectric SnSb_(2)Te_(4) Lattice anharmonicity Resonant level Band Convergence

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水热法制备Cu_2S及其热电性能研究

功能材料 2017年第11期48卷 11197-11203页

作者：张沁沁王伟谢淑红闫艳慈彭坤岭湘潭大学材料科学与工程学院薄膜材料及器件湖南省重点实验室湖南湘潭411105 湘潭大学低维材料及其应用技术教育部重点实验室湖南湘潭411105 重庆大学物理学院重庆401331

采用水热法制备Cu_2S粉末,研究了合成温度、表面活性剂添加量对Cu_2S粉末形貌的影响以及表面活性剂对Cu_2S热电性能的影响。采用XRD、SEM和TEM表征Cu_2S粉末材料的相组成和微观形貌,之后采用放电等离子烧结技术(SPS)制备了Cu_2S块体热... 详细信息

采用水热法制备Cu_2S粉末,研究了合成温度、表面活性剂添加量对Cu_2S粉末形貌的影响以及表面活性剂对Cu_2S热电性能的影响。采用XRD、SEM和TEM表征Cu_2S粉末材料的相组成和微观形貌,之后采用放电等离子烧结技术(SPS)制备了Cu_2S块体热电材料,采用激光闪光法和塞贝克系数/电阻测量系统测试了块体材料的热电性能。实验结果表明,水热法成功合成了由纳米晶组成的尺寸为亚微米的Cu_2S粉末,其中180℃合成的Cu_2S粉末的平均粒径比160℃合成的小;添加适量的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠可以有效地降低Cu_2S粉末的晶粒尺寸,而适量地添加乙二醇促进层片状Cu_2S粉末的生成;3种样品的塞贝克系数都为正,说明Cu_2S为p型热电材料;180℃添加0.5g十二烷基苯磺酸钠制备的Cu_2S粉末的平均晶粒尺寸最小,该样品的热电性能最好,873K时其热电优值达到0.69。

关键词：热电材料 Cu2S 水热法 SPS

水热法合成Ag2S/Bi2S3复合材料及其热电性能研究

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功能材料 2016年第5期47卷 238-242页

作者：罗世阶鲜聪王伟谢淑红陈秋帆闫艳慈周小元湘潭大学材料科学与工程学院薄膜材料及器件湖南省重点实验室湖南湘潭411105 湘潭大学低维材料及其应用技术教育部重点实验室湖南湘潭411105 重庆大学物理学院重庆401331

采用水热合成法结合放电等离子烧结技术制备了Ag_2S/Bi_2S_3块体热电复合材料。采用XRD、SEM和TEM对合成粉末材料的相组成和微观形貌进行分析,闪光法和塞贝克系数/电阻测量系统测试复合块材的热电性能,系统地研究了Ag_2S的含量对Ag_2S/B... 详细信息

采用水热合成法结合放电等离子烧结技术制备了Ag_2S/Bi_2S_3块体热电复合材料。采用XRD、SEM和TEM对合成粉末材料的相组成和微观形貌进行分析,闪光法和塞贝克系数/电阻测量系统测试复合块材的热电性能,系统地研究了Ag_2S的含量对Ag_2S/Bi_2S_3复合材料热电性能的影响。实验结果表明,水热法成功地合成了具有球形结构的Ag_2S/Bi_2S_3复合粉末;块体样品的塞贝克系数都为负,说明样品为n型半导体;适量的Ag_2S复合Bi_2S_3不仅有效地降低了材料的热导率,同时也提高了电导率;当Bi_2S_3与3%的Ag_2S复合时样品的热电优值(ZT值)最大,其在724K时的ZT值为0.23,为纯Bi_2S_3样品在该温度ZT值的2.3倍。

关键词：热电材料水热合成法 Ag2S/Bi2S3复合材料

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铜基类金刚石结构化合物热电性能研究进展

铜业工程 2023年第1期 36-56页

作者：熊启红闫艳慈卢旭周小元重庆大学物理学院重庆401331 重庆邮电大学理学院重庆400065

新能源热电转换技术因其在废热回收、热电制冷、航空航天等领域的广泛应用,面向国家重大需求、助力实现“碳达峰、碳中和”而受到广泛关注。有效提升材料的综合热电性能对拓宽热电材料的应用具有深远的意义。铜基类金刚石结构热电材料... 详细信息

新能源热电转换技术因其在废热回收、热电制冷、航空航天等领域的广泛应用,面向国家重大需求、助力实现“碳达峰、碳中和”而受到广泛关注。有效提升材料的综合热电性能对拓宽热电材料的应用具有深远的意义。铜基类金刚石结构热电材料因其易于调控的输运特性、高元素丰度和低毒等优点引起了研究者的兴趣,因此总结铜基类金刚石结构热电材料研究进展对提升其性能具有重要的指导意义。本文总结了铜基类金刚石结构系列化合物的晶体结构演变过程、能带结构和声子谱特征;归纳了基于能带结构优化和载流子浓度优化来提升电输运性能的研究概况;概括了本征低晶格热导率的机理和利用声子工程优化热输运性能的规律。最后,总结了铜基类金刚石结构化合物热电材料的优势和目前性能优化的瓶颈,并展望了可能的进一步优化策略。

关键词：铜基类金刚石结构热电性能能带工程载流子浓度声子工程

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“双碳”目标下大学物理教学改革

物理通报 2023年第11期 23-26页

作者：龙春红丁光前文丹李艳虹闫艳慈刘俊重庆邮电大学理学院重庆400065

大学物理的教学不仅在于传授知识,更在于为国家储备人才.在国家宏伟的“双碳”路线背景下,传统的大学物理教学模式也应当寻求改革和创新,以适应国家的战略需求.从储能、碳捕集与封存、太阳能发电3个方面,深入浅出地介绍了大学物理如何... 详细信息

大学物理的教学不仅在于传授知识,更在于为国家储备人才.在国家宏伟的“双碳”路线背景下,传统的大学物理教学模式也应当寻求改革和创新,以适应国家的战略需求.从储能、碳捕集与封存、太阳能发电3个方面,深入浅出地介绍了大学物理如何与“双碳”相关的前沿技术有机融合,从而有效提升教学效果,同时为大学生择业提供方向.本文有望起到抛砖引玉的效果,着力推动“双碳”目标下大学物理教学模式的改革.

关键词：大学物理双碳储能碳捕集与封存太阳能发电

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课程思政引入大学物理教学探讨

物理通报 2024年第8期 59-62页

作者：闫艳慈吴宏李艳虹马艺荣黄琼卢旭重庆邮电大学理学院重庆400065 重庆大学物理学院重庆401331

大学物理是理工科各专业学生必修的一门公共基础课,是高新技术的重要理论基础.因此,将“课程思政”元素有效融入大学物理课堂,有助于在新时代背景下进一步落实立德树人根本任务.探讨将课程思政融入大学物理教学的过程,将前沿科学研究领... 详细信息

大学物理是理工科各专业学生必修的一门公共基础课,是高新技术的重要理论基础.因此,将“课程思政”元素有效融入大学物理课堂,有助于在新时代背景下进一步落实立德树人根本任务.探讨将课程思政融入大学物理教学的过程,将前沿科学研究领域——新能源热电转换与“动生电动势”有效联系在一起,旨在增强学生对基础知识重要性的认知,培养学生创新思维能力,在潜移默化中培养学生勇担时代使命的社会责任感.

关键词：课程思政大学物理动生电动势新能源热电转换技术

基于演示实验推动大学物理理论教学的探索和实践——以光的偏振为例

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文化创新比较研究 2021年第6期5卷 41-43页

作者：李艳虹罗小兵丁光前闫艳慈唐笑周贤菊重庆邮电大学理学院重庆400065

针对大学物理理论教学面临的诸多问题,我们从理论上阐述了演示实验和结合科学技术发展的教学策略对其理论教学的推动作用和重要意义。在实践方面,我们以光的偏振为例,在教学过程中引入了演示实验,并将理论与科学技术发展相结合,以3D电... 详细信息

针对大学物理理论教学面临的诸多问题,我们从理论上阐述了演示实验和结合科学技术发展的教学策略对其理论教学的推动作用和重要意义。在实践方面,我们以光的偏振为例,在教学过程中引入了演示实验,并将理论与科学技术发展相结合,以3D电影为切入点,对该节教学内容进行了更为合理的安排。该探索和实践表明在理论教学中引入演示实验能够最大限度地刺激学生们对于学习物理的积极性,塑造学生们在实验中发现问题、分问题并最终解决问题的科研能力。

关键词：大学物理演示实验教学实践光的偏振

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中外合作办学模式下物理类课程体系对接建设

物理通报 2020年第11期49卷 21-23,27页

作者：罗小兵李艳虹闫艳慈潘娜娜李健李登峰刘俊重庆邮电大学理学院重庆610064

基于多年的中外合作办学经验,以及物理基础课程教学实施情况,综合学生对课程的评价和课程体系的评价结果,提出了在整个教学工程中存在一些问题.针对这些问题采用一系列行之有效的解决方案,并在此基础上提出一些思考和应对策略.

关键词：合作办学物理课程体系中外对接