遷移金属カルコゲナイド (TMC) は、熱電変換分野への応用の潜在的な候補として多くの注目を集めています。 TcX2 (X=S, Se, Te) は、遷移金属カルコゲナイド (TMC) ファミリーのメンバーでもあります。
これまで、TcX2 の構造的、機械的、電子的および光学的特性 調査されました。しかし、これらの材料の熱電特性に関する研究はありません。 TCS2 , TcSe2 、および TcTe2 等構造結晶形であり、空間群 P-1 の三斜構造を持っています。これらの材料の単位格子には 4 つの式単位 (Z =4) が含まれており、Cd(OH)2 の歪みに対応します。 Tc原子が八面体配位の形でTcダイヤモンド形の鎖を形成し、単層の形で容易に剥離できるタイプのセル。これら 3 つの化合物はすべて半導体です。
第一原理密度汎関数理論、変形ポテンシャル法、ボルツマン輸送法を用いて、TcX2 の熱電特性を (X=S, Se, Te) が研究されています。結果は、TcX2 (X=S、Se、Te) は、それぞれ 0.99 eV、0.73 eV、0.10 eV の間接バンド ギャップを持つ半導体です。導電率は高温領域に比べて低温領域で大きな値を持ち、TcS2 では常に p 型ドーピングの導電率が n 型ドーピングの導電率よりも大きくなります。 および TcTe2 TcSe2 のすべての方向に沿って x および z 方向に沿って、ドーピング レベルが上がるにつれて増加します。
TcX2 の電気伝導度の大きさ (X=S、Se、Te) は、それぞれ 10/Ωm、10/Ωm、10/Ωm に達することがあります。 TcS2 の場合 、p ドーピング レベルが 10 cm より大きい場合、電子熱伝導率の値は常に 200 W/mK より大きくなります。電子熱伝導率の最大値は、x、y、および z 方向に沿って、それぞれ 400W/mK、600W/mK、および 0.04W/mK です。 TcSe2 の場合 導電率の最大値は、x 方向に沿って 8.5W/mK、y 方向に沿って 18W/mK、z 方向に沿って 0.03W/mK です。 TcTe2 の場合 、電子熱伝導率はすべての温度値とドーピング レベルで大きな値を維持します。
TCS2 および TcSe2 は、p 型または n 型ドーピングの両方で S が高く、10V/K の大きさであり、ドーピング レベルが弱まると、ゼーベック係数のピークが上にシフトします。 TcTe2 のゼーベック係数 常に V/K よりも小さいです。 PFは、TcS2のp型ドーピングによって大幅に強化できます および TcTe2 TcS2 のすべての方向に沿って x方向に沿って。さらに、n 型ドーピングは、他の方向でははるかに優れています。これらの現象は、TcX2 熱電分野での応用の可能性があります。
これらの調査結果は、Journal of Alloys and Compound に最近掲載された TcX2(X=S, Se, Te) の熱電特性というタイトルの記事に記載されています。 この作業は X. Jiang、 L. Zhu、および K.L.華中科技大学のヤオ。
