重铟掺杂AgBiSe₂

室温相稳定，空穴浓度提升百倍

高浓度铟掺杂同时稳定亚稳菱面体相并大幅提高载流子浓度，使p型AgBiSe₂在低温区获得实用化热点性能。

Li, Shan · Haoming, Liu · Longzhi, Wu · Wang, Qi · Shuoran, Song · Xiu-Qun, Wu · Xinyao, Qin · Zeng, Xianglong · Jia-Yan, Sun · 叶信立 · 张俊雄 · 毛俊 · Qian, Zhang

Journal of Alloys and Compounds 2025

具体参数

室温空穴浓度

{'zh': '2.3 × 1019', 'en': '2.3 × 1019'} cm−3

电导率

{'zh': '3000', 'en': '3000'} S m−1

功率因子

{'zh': '4.8', 'en': '4.8'} µW cm−1 K−2

峰值热电优值

{'zh': '0.52', 'en': '0.52'}

平均热电优值

{'zh': '0.38', 'en': '0.38'}

技术优势

空穴浓度提升百倍

高浓度铟掺杂在铋位引入受主态，使室温空穴浓度从2.1×10¹⁷ cm⁻³提高到2.3×10¹⁹ cm⁻³，增幅超过两个数量级。

室温相稳定

铟掺杂使亚稳菱面体相在室温下保持稳定，避免相变导致的性能退化，为器件长期工作提供支撑。

电导率大幅提升

得益于载流子浓度提高，电导率从17.8 S m⁻¹升至3000 S m⁻¹，近170倍的增长使材料具备实用化的电流输运能力。

低温热电性能优良

峰值zT在470 K达到0.52，298–470 K范围平均zT为0.38，在低温区处于p型AgBiSe₂基材料的前列。

应用场景

• 低温热电材料：提供低温区高性能的p型组分，与n型配对构建温差发电模块。
• 热电制冷器件：优异的低温电输运性能可用于固态制冷，替代压缩机制冷。
• 余热回收：在298–470 K温区高效回收低品位废热，转化为电能。
• 温度传感：高热电响应可用于制作灵敏的热电偶或热流传感器。