Cải thiện hệ số công suất nhiệt điện trong hợp chất Mg3 Sb2 pha tạp Si cho ứng dụng chuyển đổi nhiệt điện của vật liệu

Các tác giả

  • Mạc Trung Kiên, Phạm Kim Ngọc, Raja Das, Nguyễn Hữu Tuân
  • Trần Đăng Thành
  • Phan Bách Thắng
  • Dương Anh Tuấn*

Từ khóa:

hiệu ứng Seebeck, Mg3 Sb2, nhiệt điện, vật liệu bán dẫn

Tóm tắt

Mg3Sb2 được biết đến là vật liệu bán dẫn vùng cấm hẹp có độ dẫn điện và đặc tính nhiệt điện phụ thuộc nhiều vào cấu trúc và hàm lượng tạp chất. Trong nghiên cứu này, để cải thiện tính chất chuyển đổi nhiệt điện của Mg3Sb2, các tác giả tiết hành pha tạp Si theo tỷ lệ khác nhau (x=0,05, 0,1, 0,15, 0,25 và 0,3) vào vị trí của Sb trong hợp chất Mg3Sb2-xSix nhằm nâng cao độ dẫn điện mà không làm giảm hệ số Seebeck của vật liệu nền. Kết quả cho thấy, các hợp chất nền Mg3Sb2 và hợp chất lai hóa Mg3Sb2-xSix chế tạo bằng phương pháp phản ứng pha rắn (nghiền năng lượng cao kết hợp với ép nóng và nung thiêu kết) đều thu được cấu trúc tinh thể lục giác (hexagonal). Độ dẫn điện của các mẫu pha tạp Si tăng lên đáng kể so với mẫu Mg3Sb2 không pha tạp, trong khi hệ số Seebeck giảm nhẹ ở các mẫu có nồng độ Si thấp và tăng cao nhất ở mẫu Mg3Sb1,75Si0,25. Kết quả hệ số công suất của các mẫu pha tạp Si đều tăng so với mẫu không pha tạp. Giá trị hệ số công suất tại 673K của các mẫu Mg3Sb1,9Si0,1, Mg3Sb1,75Si0,25 và Mg3Sb1,7Si0,3 tăng khoảng 1,7 lần so với Mg3Sb2.

DOI:

https://doi.org/10.31276/VJST.64(11).01-04

Chỉ số phân loại

1.3

Tiểu sử tác giả

Mạc Trung Kiên, Phạm Kim Ngọc, Raja Das, Nguyễn Hữu Tuân

Khoa Khoa học và Kỹ thuật vật liệu, Trường Đại học Phenikaa, đường Tố Hữu, phường Yên Nghĩa, quận Hà Đông, Hà Nội, Việt Nam

Viện Nghiên cứu và Công nghệ Phenikaa, 167 Hoàng Ngân, phường Trung Hòa, quận Cầu Giấy, Hà Nội, Việt Nam

Trần Đăng Thành

Viện Khoa học Vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 18 Hoàng Quốc Việt, phường Nghĩa Đô, quận Cầu Giấy, Hà Nội, Việt Nam

Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 18 Hoàng Quốc Việt, phường Nghĩa Đô, quận Cầu Giấy, Hà Nội, Việt Nam

Phan Bách Thắng

Trung tâm INOMAR, Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, khu phố 6, phường Linh Trung, TP Thủ Đức, TP Hồ Chí Minh, Việt Nam

Dương Anh Tuấn*

Khoa Khoa học và Kỹ thuật vật liệu, Trường Đại học Phenikaa, đường Tố Hữu, phường Yên Nghĩa, quận Hà Đông, Hà Nội, Việt Nam

Viện Nghiên cứu và Công nghệ Phenikaa, 167 Hoàng Ngân, phường Trung Hòa, quận Cầu Giấy, Hà Nội, Việt Nam

Tải xuống

Đã xuất bản

2022-11-25

Ngày nhận bài 4/4/2022; ngày chuyển phản biện 8/4/2022; ngày nhận phản biện 9/5/2022; ngày chấp nhận đăng 13/5/2022

Cách trích dẫn

Mạc Trung Kiên, Phạm Kim Ngọc, Raja Das, Nguyễn Hữu Tuân, Trần Đăng Thành, Phan Bách Thắng, & Dương Anh Tuấn*. (2022). Cải thiện hệ số công suất nhiệt điện trong hợp chất Mg3 Sb2 pha tạp Si cho ứng dụng chuyển đổi nhiệt điện của vật liệu. Bản B của Tạp Chí Khoa học Và Công nghệ Việt Nam, 64(11). https://doi.org/10.31276/VJST.64(11).01-04