Influence of Bi Substitution with Rare-Earth Elements on the Transport Properties of BiCuSeO Oxyselenides

2022

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Green Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.1021/acsaem.2c01375
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

In this study, we demonstrate that introduction of rare-earth elements, R = La or Pr, into the Bi–O charge reservoir layer of BiCuSeO leads to an increase of both the charge carrier concentration and the effective mass. Although the charge carrier mobility slightly decreases upon Bi 3+ to R 3+ substitution, the electronic transport properties are significantly improved in a broad temperature range from 100 to 800 K. In particular, the electrical resistivity decreases by 2 times, while the Seebeck coefficient drops from 323 to 238 μV K –1 at 800 K. Thus, a power factor of nearly 3 μW cm –1 K –2 is achieved for Bi 0.92 R 0.08 CuSeO samples at 800 K. Meanwhile, a noticeable decrease of the lattice thermal conductivity is observed for the substituted samples, which can be attributed to the enhanced point defect scattering mostly originating from atomic mass fluctuations between R and Bi. Ultimately, a maximum zT value of nearly 0.34 at 800 K is obtained for the Bi 0.92 La 0.08 CuSeO sample, which is ∼30% higher than that of pristine BiCuSeO.