热电纳米线及其纳米线阵列的调制生长及物性研究.doc

热电纳米线及其阵列的调制生长和物性研究 李晓光*，章根强，汪伟，余庆选 中国科学技术大学 合肥微尺度物质科学国家实验室，合肥市，230026， Email: lixg@ustc.edu.cn 热电材料具有将热能与电能直接相互转换的本领，基于该类材料的器件可有效地回收利用热能，被视为能够有效缓解能源危机的有效手段之一。然而，目前热电领域的关键问题仍是如何提高材料的热电优值，实现其推广应用。理论研究表明，低维材料体系，特别是一维纳米结构材料的热电性能得到显著的提高。而实验结果也证实了超晶格薄膜、纳米晶镶嵌体以及纳米线等纳米结构的热电性能得到了有效的。然而，目前热电纳米材料的合成方法仍不完善，导致了部分异质结纳米线和单晶纳米管等至今仍难以获得本文热电纳米材料开展了一系列研究： 基于乙二醇溶剂的简单液相外延方法，合成热电材料体系Te/Bi和Te/Bi2Te3核壳异质结纳米线。热电性能研究表明，Te/Bi核壳异质结纳米线块材复合物的热导率和Seebeck系数都得到了大幅改善，有助于材料热电性能的优化。然而，其电阻率大大高于Bi块材样品，需要进一步改进块材复合物的质量。 将纳米尺度的Kirkendall效应引入了基于乙二醇为溶剂的简单液相方法当中，合成了Bi2Te3纳米管结构。Bi2Te3纳米管块材复合物的Seebeck系数和热导率都得到了大幅度的优化，表明了一维空心纳米热电材料具有的优异热电性能围绕氧化铝模板法合成热电纳米线材料这一途径，详细研究了电化学沉积BixTe1-x纳米线阵列成份与结构控制条件。利用脉冲电化学模板法成功生长了具有调制周期的Bi2Te3/Sb超晶格纳米线阵列。ne-dimensional Nanostructures for Thermoelectric Applications: Synthesis and Property Studies Xiaoguang Li, Genqiang Zhang, Wei Wang, Qingxuan Yu Hefei National Laboratory for Physical Sciences at Microscale, Department of Physics, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China. Both heterostructures and hollow nanostructures have been predicted as candidates with excellent thermoelectric performance. Here, we report recent advances with regard to synthetic strategies, and thermoelectric properties of one-dimensional heterostructures (segmented and core-shell) and tubular nanostructures. The thermoelectric property studies of Te/Bi core/shell, heterostructured nanowires and Bi2Te3 nanotubes indicate that the Seebeck coefficient and thermal conductivity of these materials can be optimized to improve their thermoelectric performance. In addition, the fabrication of Bi-Te alloy nanowire arrays by porous anodic alumina (PAA) template assisted electrodeposition method was discussed.