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- 中科院上海硅酸盐所制备出高导电ZnO陶瓷
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中科院上海硅酸盐研讨所研讨员李国荣团队经过晶粒及晶界缺点规划的办法,成功消除了ZnO晶界处的肖特基势垒,制备出高导电的ZnO陶瓷,其室温下的电导率高达1.9×105 Sm-1;一起缺点规划也下降了资料的晶格热导率,使该陶瓷出现杰出的高温热电功能,其在980K的功率因子达到了8.2×10-4 W m-1 K-2,较无缺点规划的ZnO陶瓷进步了55倍。相关研讨成果日前发表于
据悉,三价施主掺杂常常被用来进步ZnO资料的导电性,可是因为三价元素如Al3+在ZnO中的固溶度有限,导致电导率无法大幅度进步;一起ZnO陶瓷中因为其本征缺点而导致的晶界肖特基势垒也逐渐下降了其电导率。因而,进步晶粒电阻,一起消除晶界肖特基势垒是ZnO导电及热电资料研讨范畴的难点问题。
研讨人员在高电导ZnO陶瓷的制备以及晶界势垒的调控方面做了立异性探究:经过复原性气氛烧结,成功消除了ZnO晶界处的受主缺点,使其晶界处的肖特基势垒消失。一起,复原性气氛烧结也进步了三价施主掺杂元素在ZnO晶粒中的固溶度,使资料的载流子浓度和迁移率均得到大幅进步。
该项研讨还经过高分辩透射电镜、阴极发光发射谱及电子背散射衍射等多种表征手法进一步证明了受主掺杂后晶粒晶界缺点散布状况,发现掺杂在ZnO陶瓷的晶粒中引进很多缺点,可一起下降ZnO的晶格热导,成功完成了其电学功能和热学功能的独自调控,在导电及热电陶瓷中有较好的使用远景。(来历:我国科学报 黄辛)