Bi2Te3納米片的溶劑熱合成及摻雜研究.pdf

1、熱電材料是一種重要的功能材料，它可以將電能與熱能相互轉(zhuǎn)換，用其制造的熱電器件具有節(jié)約能源、對環(huán)境無污染、穩(wěn)定性良好及使用壽命長等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此日益受到重視。Bi2Te3系熱電材料是目前在室溫附近性能最好的熱電材料之一，但傳統(tǒng)Bi2Te3系熱電材料的熱電性能并不理想，最高無量綱熱電優(yōu)值ZT在1左右，還達(dá)不到應(yīng)用的理想值3。近年來，相關(guān)理論和實(shí)踐研究均表明，將熱電材料低維納米化可顯著提高其熱電性能。溶劑熱法是近年來新起的一種合成納米材料的方

2、法，合成溫度低、反應(yīng)時(shí)間短、產(chǎn)物純度高、晶粒尺寸小，是合成納米材料良好的方法之一。本文中即采用該方法制備出了單相的Bi2Te3納米片，主要研究內(nèi)容有：
　　 (1)選用乙二醇為溶劑，添加適量聚乙烯吡咯烷酮(PVPK-30)，在堿性環(huán)境和200℃的條件下反應(yīng)260min成功制備了單相的Bi2Te3六角形納米片。用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、光致發(fā)光譜(PL)和紫外-可見吸收光譜(U-VAS)對樣品的結(jié)構(gòu)、形貌和

3、光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了表征。
　　 (2)系統(tǒng)研究了合成溫度、反應(yīng)時(shí)間、表面活性劑類型等工藝參數(shù)對樣品相組成和微觀形貌的影響，對體系的反應(yīng)過程和樣品的生長機(jī)理進(jìn)行了分析，認(rèn)為本實(shí)驗(yàn)生成Bi2Te3的反應(yīng)主要以原子反應(yīng)為主，Bi2Te3由于本身結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，晶核的生長主要沿垂直于c軸的方向進(jìn)行，易形成薄片狀結(jié)構(gòu)，在PVPK-30表面活性劑的作用下最終能夠形成尺寸均勻的六角形片狀結(jié)構(gòu)。
　　 (3)嘗試將材料低維納米化的同時(shí)進(jìn)行摻雜合