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

2022

Полный текст Открытый доступ: Green Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.1021/acsaem.2c01375
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

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.