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J-GLOBAL ID：202202219882793536   整理番号：22A0706692

熱電チタンドープ亜鉛アルミニウム酸化物における電荷キャリアエネルギーフィルタリングに及ぼす共ドーピングおよび微細構造の影響【JST・京大機械翻訳】

Effects of Co-doping and Microstructure on Charge Carrier Energy Filtering in Thermoelectric Titanium-Doped Zinc Aluminum Oxide

著者 (3件)： Gayner Chhatrasal (Department of Materials Science and Engineering, Technion-Israel Institute of Technology, Israel) ,  Natanzon Yuriy (Department of Materials Science and Engineering, Technion-Israel Institute of Technology, Israel) ,  Amouyal Yaron (Department of Materials Science and Engineering, Technion-Israel Institute of Technology, Israel)
資料名： ACS Applied Materials & Interfaces  (ACS Applied Materials & Interfaces)
巻： 14  号： 3  ページ： 4035-4050  発行年： 2022年 
JST資料番号： W2329A  ISSN： 1944-8244  CODEN： AAMICK  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： ZnOは高温応用のための有望な熱電(TE)材料である。しかし,そのTE性能は電気と熱輸送の間の強い結合によって制限される。本研究では,1500°Cでの固相反応と空気焼結によってAlとTi共ドープZnOを合成し,TE特性とのその相関を確立するために微細構造を分析した。TE輸送特性を室温と800°Cの間で測定し,電子特性を第一原理計算から計算した。ここでは,AlとTiとの同時ドーピングを適用することにより,電荷キャリアエネルギーフィルタリングによってその力率(PF)を高めるために,ZnOベースのマトリックスに第2と第3相を導入した。多相材料は,通常,高いPFを示さないが,本研究では,三相ZnO系材料は,2相材料と比較して,より高いPF値を示すことが観察された。Seebeck係数(S)と電気伝導率(σ)値がZn_1-x-yAl_xTi_yOに対して温度と共に同時に増加する異常な挙動を観測したが,これは共ドーピングと特異な多相構造の両方による電荷キャリアのエネルギーフィルタリングに由来する。高いσ値は電子濃度の増加と関連したが,高いS値はFermiエネルギー同調とAlとTiの共ドーピングによって開始された重い有効質量に起因した。PFの増加に加えて,多相構造は,Umklapp,点欠陥,および第2相機構によるフォノン散乱による格子熱伝導率の低減に重要な役割を果たした。著者らのアプローチは,2相ZnAl_0.02O対応物に対して得られた対応する値と比較して,約10倍の3相2wt%TiドープZn_0.98Al_0.02O化合物の形成に対するTE性能指数の増加をもたらした。Copyright 2022 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 高温 ,  焼結 ,  電子 ,  電気伝導率 ,  *アルミニウム ,  *チタン ,  *フィルタリング ,  酸化亜鉛 ,  同調 ,  *キャリア ,  *ドーピング ,  有効質量 ,  多相
準シソーラス用語： フォノン散乱 ,  *共ドーピング ,  *電荷キャリア , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： 熱電材料 ,  電子とフォノン輸送 ,  電荷キャリアエネルギーフィルタリング ,  酸化亜鉛 ,  多相酸化物

分類 (1件)： 太陽電池  (NC03084O)

タイトルに関連する用語 (8件)： チタン ,  ドープ ,  亜鉛 ,  アルミニウム酸化物 ,  電荷キャリア ,  エネルギーフィルタ ,  共ドーピング ,  微細構造