1、熱電材料是一種利用固體內(nèi)部載流子的運(yùn)動實(shí)現(xiàn)熱能和電能之間直接轉(zhuǎn)換的功能材料,在能源、環(huán)境等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景,被認(rèn)為是將來非常有競爭力的能源替代物質(zhì)。但是商業(yè)化的熱電材料熱電優(yōu)值比較低,制約了熱電器件的應(yīng)用,因此,想辦法提高材料的熱電優(yōu)值迫在眉睫。眾所周知,熱電材料納米化能夠使熱導(dǎo)率比電導(dǎo)率降低得更加明顯,從而能夠顯著提高材料的熱電優(yōu)值,而熱電材料形貌的改變對熱電性能也有重要的影響,況且在各種熱電材料中,Te及其化合物在熱電領(lǐng)域研究

2、較早、發(fā)展較成熟,因此,本文以Te及其化合物為研究對象,通過對Te及其化合物的控制生長,成功合成了多種形貌的樣品,并對其生長機(jī)理及熱電性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。主要研究結(jié)果如下:
　　1.我們運(yùn)用一種簡單的溶劑熱法通過改變反應(yīng)參數(shù)(傳統(tǒng)的路易斯酸/堿)成功合成了多種形貌的Te納微米結(jié)構(gòu)產(chǎn)物。產(chǎn)物的形貌有一維的納米線及納米棒和二維的分層的花狀結(jié)構(gòu)。因?yàn)槁芬姿顾?堿在水解的過程中形成了H+/OH-和相應(yīng)的水合物,所以我們認(rèn)為H+/OH-在

3、產(chǎn)物的形成過程中起調(diào)節(jié)PH值的作用,而水合物起到了形貌的控制作用。通過熱壓法把合成的Te納米線壓成塊體結(jié)構(gòu),并在275-675K的溫度范圍內(nèi)對其熱電參數(shù)進(jìn)行了測試表征。結(jié)果表明,我們合成的Te納米線的塞貝克系數(shù)非常大,其值高達(dá)80mVK-1,比目前較好的熱電材料Bi2Te3的塞貝克系數(shù)高兩個(gè)數(shù)量級。合成的Te納米線有這么高的塞貝克系數(shù),我們把原因歸結(jié)為以下:(1)合成的Te納米線表面被氧化,形成了TeO2納米晶,從而產(chǎn)生了量子局限效應(yīng);

4、(2)Te納米線費(fèi)米能級附件的局部態(tài)密度增大。
　　2.在上述研究成果的基礎(chǔ)上,我們控制合成了多種不同形貌(包括花狀、球花狀、巢狀和片狀結(jié)構(gòu))的Te顆粒。通過系統(tǒng)的調(diào)節(jié)反應(yīng)參數(shù)(如氫氧化鈉的加入量、乙二醇與乙二胺的體積比、PVP的加入量和反應(yīng)時(shí)間),發(fā)現(xiàn)這些結(jié)構(gòu)是由納米棒和納米片的自組裝而成。結(jié)果表明,通過調(diào)節(jié)反應(yīng)參數(shù)能夠容易的控制這些不同形貌的Te微米結(jié)構(gòu),而且氫氧化鈉對產(chǎn)物的最后形貌起著重要的作用。提出了層狀Te微米結(jié)構(gòu)的形貌