当前位置：问答库＞论文摘要

Bi2Te3系半导体材料是目前室温下性能最好的热电材料，但其热电转换效率还比较低。提高ZT值一直是热电材料研究的重点。现有理论和实验研究表明热电材料的低维纳米化可望大幅提高材料的热电优值，因此通过材料微观组织的纳米化（包括纳米晶粒块体材料、纳米尺度低维材料和量子阱材料等），提高材料的Seebeck系数、特别是降低材料的热导率，是实现热电材料性能突破的重要途径。 本论文的研究内容主要是关于碲化铋(Bi2Te3)片式棒、片式管、以及Bi2Te3-Te片式棒纳米结构材料的制备、结构、性能及生长机理的研究。即以BiCl3和单质Te为前驱体，以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为反应介质，在乙二胺四乙酸二钠和强碱KOH的作用下，通过溶剂热反应成功制备了Bi2Te3的片式棒、片式管、以及Bi2Te3-Te片式棒纳米结构材料。利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱、紫外-可见光光谱等手段对这些纳米微结构和光学性能进行了研究。 其中反应温度、反应时间、溶剂、多官能团有机试剂、物料的浓度和配比、反应步骤等对Bi2Te3的纳米结构和颗粒尺寸有很重要的影响。乙二胺四乙酸二钠在Bi2Te3片式棒的形成中起到了主要的作用。反应温度比较高时(180℃)，Bi2Te3的形貌是片式棒，而当反应温度比较低时(140℃)，获得了部分Bi2Te3的片式管结构。溶剂为N,N-二甲基甲酰胺时，得到的大部分是Bi2Te3-Te片式棒，而以DMF和无水乙醇混合作溶剂时，得到的是Bi2Te3片式棒结构。 通过调控反应过程的方法控制了Bi2Te3的晶体生长过程，从而成功的调控了Bi2Te3的纳米结构。其生长机理是溶解－析出－原位反应－晶体生长的过程，即首先合成出Te纳米棒或纳米管，然后让Bi2Te3在Te纳米棒或纳米管上生长，从而形成Bi2Te3-Te片式棒或Bi2Te3片式管纳米结构。