銦摻雜β-Zn-,4-Sb-,3-晶體結(jié)構(gòu)的Rietveld精修.pdf

1、β-Zn4Sb3是最具應(yīng)用前景的中溫熱電材料之一。但近年的研究表明，三原子填隙模型所選擇的結(jié)構(gòu)參數(shù)及β-Zn4Sb3化合物低熱導率的機理解釋還有待商榷。已有的In摻雜研究都集中在Zn位取代對熱電性能的影響，目前對Sb位是否能用In摻雜尚不清楚。本文以名義組成為Zn4-mInmSb3、Zn4Sb3-mInm和Zn4Sb3Inm的Zn位、Sb位和填隙位In摻雜β-Zn4Sb3化合物為研究對象，采用三原子填隙模型對三個系列In摻雜β-Zn4S

2、b3化合物的X射線衍射數(shù)據(jù)進行Rietveld結(jié)構(gòu)精修，重點研究了In摻雜位置對β-Zn4Sb3晶體結(jié)構(gòu)的影響。
　　 在Zn位In摻雜Zn4-mInmSb3化合物中，In優(yōu)先占據(jù)填隙Zn(2)位和Zn(3)位，摻雜上限約為4.07 at％(即m≈0.163)。在m=0～0.16內(nèi)隨m增大，晶格常數(shù)a、c和晶胞體積V均線性增大；36fZn位的分數(shù)坐標x，y，z逐漸增大，18e Sb位的分數(shù)坐標x和12c Sb位的分數(shù)坐標z均線性

3、增大；填隙位上In原子的占位率逐漸增加、Zn原子的占位率逐漸減少，填隙位總的占位率略減小，由0.1724降至0.1698，但36fZn位的Zn原子、18e Sb位和12c Sb位的Sb原子的占位率幾乎不變。In取代填隙位Zn可導致Sb-Sb二聚體的鍵長縮短，并使晶格Zn輕微偏離Sb(2)而靠近Sb(1)。
　　 在Sb位In摻雜Zn4Sb3-mInm化合物中，In優(yōu)先占據(jù)12c Sb位，摻雜上限約為3.00at％(即m≈0.09

4、)。m=0～0.09內(nèi)隨m增大，晶格常數(shù)a和晶胞體積V均線性增大，c線性減??；36fZn位的分數(shù)坐標x，y和18e Sb位的分數(shù)坐標x均線性增大，36fZn位和12c Sb位的分數(shù)坐標z降低；12c Sb上In原子占位率逐漸增加、Sb原子占位率逐漸減少，12c Sb位總的占位率和18e Sb位的占位率幾乎不變；填隙位Zn的總占位率稍增大，由0.1785增大至0.2017。In占據(jù)12c Sb位可導致Sb-Sb二聚體的鍵長伸長，并使晶格Z

5、n輕微偏離Sb(1)而靠近Sb(2)。
　　 在填隙位In摻雜Zn4Sb3Inm化合物中，In優(yōu)先占據(jù)填隙位，摻雜上限約為0.54 at％(即m≈0.038)。m=0～0.04內(nèi)隨著m增大，晶格常數(shù)a、c和晶胞體積V均線性增大；36fZn位的分數(shù)坐標x，y，z逐漸增大，18e Sb位的分數(shù)坐標x和12c Sb位的分數(shù)坐標z均線性增大；填隙位上In原子的占位率逐漸增加、Zn原子的占位率幾乎不變，填隙位總的占位率稍增大，由0.183