氧硫族化合物BiCuSeO熱電材料

定　價：￥149.00

作　者：	趙立東張瀟邱玉婷
出版社：	人民郵電出版社
叢編項：
標　簽：	暫缺

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ISBN：	9787115619358	出版時間：	2023-12-01	包裝：	平裝-膠訂
開本：	128開	頁數(shù)：		字數(shù)：

內容簡介

　　熱電轉換技術作為一種環(huán)境友好型的能量轉換技術，備受矚目，它利用半導體熱電材料直接將熱能與電能進行轉換，具有壽命長、無運動部件、無噪聲、可靠性高、適應環(huán)境能力強等特點，在航空航天、工業(yè)余熱回收利用、環(huán)境低品位能量收集、可穿戴電子設備等領域有著廣闊的應用前景。氧硫族化合物BiCuSeO因具備抗氧化性和熱穩(wěn)定性、無毒、儲量豐富、成本低等優(yōu)點，受到高度關注。本書系統(tǒng)地梳理和總結了BiCuSeO的本征熱電特性和發(fā)展?jié)摿?，同時基于國內外研究進展和相關理論，系統(tǒng)闡述了P型BiCuSeO載流子濃度優(yōu)化策略、載流子遷移率提升策略和熱電輸運協(xié)同優(yōu)化機制，以及N型BiCuSeO的研究進展，展望了BiCuSeO的未來發(fā)展趨勢和面臨的挑戰(zhàn)。本書可供從事熱電材料研究和器件研發(fā)的科研人員、研究生、工程技術人員參考學習，也可作為高等院校材料科學與工程、半導體、材料物理與化學、熱輸運等專業(yè)的教學參考用書。

作者簡介

　　趙立東北京航空航天大學材料科學與工程學院教授、博士生導師，國家級青年人才計劃（2015）入選者，北京市杰出青年科學基金（2018）和國家杰出青年科學基金（2019）獲得者，獲北京市師德先鋒（2016）、國際熱電學會青年科學家獎（2017）、國家級人才計劃特聘教授（2018）、科學探索獎（2022）、北京市優(yōu) 秀博士學位論文指導教師（2022）、科睿唯安“全球高被引科學家”（2019—2023）、國際材料研究學會聯(lián)盟（IUMRS）前沿材料青年科學家獎（2023）、北京市優(yōu) 秀研究生指導教師（2023）、何梁何利基金科學與技術創(chuàng)新獎（2023）。主要研究方向為開發(fā)寬溫域高效溫差發(fā)電和熱電制冷材料。已在Nature 、Science等期刊上發(fā)表300余篇研究成果，擔任Materials Lab創(chuàng)刊主編。張瀟北京航空航天大學前沿科學技術創(chuàng)新研究院副研究員。主要從事熱電能源轉換材料和復合功能涂層材料研究。主持國家自然科學基金項目、中國博士后科學基金項目、重慶市自然科學基金項目等，參與重點研發(fā)計劃、軍委科技委項目等。以第一作者或通信作者身份在Energy & Environmental Science 等期刊上發(fā)表論文十九篇。獲中國材料研究學會科學技術獎二等獎（2/2）等榮譽。邱玉婷北京航空航天大學工程訓練中心副教授。長期從事熱電材料性能與微結構研究。作為負責人承擔國家自然科學基金項目，參與國家重點研發(fā)計劃青年科學家項目等。在Advanced Energy Materials、Energy & Environmental Science、Advanced Functional Materials、Journal of the American Chemical Society等期刊上發(fā)表論文20余篇。

圖書目錄

第 1章　熱電效應及常見熱電材料　1
1.1　引言　1
1.2　熱電材料背景概述　2
1.2.1　三大熱電效應　2
1.2.2　熱電效應的應用　4
1.3　熱電性能評價與測試　10
1.3.1　熱電性能評價　10
1.3.2　熱電性能測試　13
1.4　BiCuSeO熱電材料　36
1.4.1　常見熱電材料　36
1.4.2　BiCuSeO的發(fā)展歷史　38
1.5　本章小結　40
1.6　參考文獻　40

第 2章　BiCuSeO熱電材料概述　48
2.1　引言　48
2.2　BiCuSeO的晶體結構　48
2.3　BiCuSeO的本征熱電性能　52
2.4　本章小結　59
2.5　參考文獻　59

第3章　BiCuSeO熱電材料的制備方法　62
3.1　引言　62
3.2　固相反應法　62
3.3　機械合金化法　67
3.4　自蔓延高溫合成法　72
3.5　脈沖激光沉積法　77
3.6　熱壓燒結法　80
3.7　放電等離子燒結法　83
3.8　高壓合成法　87
3.9　織構化優(yōu)化法　91
3.10 調制摻雜法　95
3.11 本章小結　102
3.12 參考文獻　103

第4章　P型BiCuSeO載流子濃度優(yōu)化策略　108
4.1　引言　108
4.2　按非化學計量比引入Cu空位　108
4.2.1　Cu空位對BiCuSeO載流子濃度的影響規(guī)律　108
4.2.2　富Cu空位BiCuSeO的熱電性能　110
4.3　機械力引入Cu空位　111
4.3.1　機械力引入Cu空位原理　111
4.3.2　機械力優(yōu)化BiCuSeO的熱電性能　113
4.4　Bi-Cu雙空位協(xié)同優(yōu)化BiCuSeO熱電性能的熱電輸運機制　118
4.4.1　Bi-Cu雙空位優(yōu)化BiCuSeO電輸運　118
4.4.2　Bi-Cu雙空位調控BiCuSeO熱輸運　120
4.5　堿金屬或堿土金屬優(yōu)化BiCuSeO載流子濃度機制　121
4.6　本章小結　125
4.7　參考文獻　125

第5章　P型BiCuSeO載流子遷移率提升策略　130
5.1　引言　130
5.2　織構化優(yōu)化BiCuSeO載流子遷移率機制　130
5.3　調制摻雜調控BiCuSeO載流子遷移率機制　136
5.4　能帶調控BiCuSeO載流子遷移率機制　143
5.5　本章小結　153
5.6　參考文獻　153

第6章　Pb協(xié)同優(yōu)化P型BiCuSeO的熱電輸運機制　156
6.1　引言　156
6.2　遷移率有效質量提升理論　156
6.3　耦合效應促進功率因子波段式提升機制　161
6.3.1　功率因子的波段式提升規(guī)律　161
6.3.2　復雜耦合效應的協(xié)同調控機制　166
6.4　能帶工程和全尺度結構協(xié)同優(yōu)化熱電性能　176
6.4.1　能帶工程優(yōu)化電輸運機制　177
6.4.2　全尺度結構優(yōu)化熱輸運機制　181
6.5　價鍵工程和全尺度結構協(xié)同優(yōu)化熱電性能　183
6.5.1　價鍵工程的引入及載流子遷移率提升機制　183
6.5.2　全尺度結構增強聲子散射機制　191
6.6　本章小結　199
6.7　參考文獻　200

第7章　N型BiCuSeO的研究進展　205
7.1　引言　205
7.2　N型BiCuSeO的理論預測　205
7.3　N型BiCuSeO的實驗驗證　209
7.4　Bi6Cu2Se4O6（2BiCuSeO 2Bi2O2Se）熱電材料　239
7.4.1　Bi6Cu2Se4O6（2BiCuSeO 2Bi2O2Se）概述　239
7.4.2　鹵族元素對Bi6Cu2Se4O6熱電性能的影響機制　240
7.5　基于N型BiCuSeO的器件構筑嘗試　257
7.6　本章小結　262
7.7　參考文獻　262

第8章　結語和展望　266
8.1　引言　266
8.2　其他研究策略　266
8.3　參考文獻　282