稀土釹能提高熱電性能

中溫區熱電材料因有較高的熱電性能和機械性能而得到了廣泛研究。近日，南昆士蘭大學研究者通過稀土釹的引入使得熱電材料的載流子濃度有所降低，實現了電性能和熱性能的同時優化，最終獲得了熱電性能的提升。

化石燃料的過度開采和相應的環境污染迫使人們不斷研究探索可持續能源利用技術。熱電材料作爲一種清潔可持續的能源材料，可以實現熱能和電能的相互轉化。然而，較低的熱電轉化效率限制了該材料的廣泛應用。因此，如何調控提升熱電材料的性能即熱電優值zT成爲現今亟需解决的問題之一。

碲化鍺（GeTe）被公衆認爲是一種很有前途的中溫熱電材料。其中，GeTe與立方AgSbTe2形成連續固溶體合金，稱爲碲銀鍺銻（TAGS-x）。TAGS-85在700 K時其峰值zTmax接近1.36，具有良好的力學性能。不過，TAGS-85的熱電性能仍低于其他先進的熱電材料，如PbTe。

爲了解决上述的問題，研究者選用了稀土釹元素來作爲TAGS-85的重點添加劑。由于TAGS-85晶體結構複雜，Nd可以替代三個陽離子位點（Ge、Ag和Sb）。研究表明，釹摻雜提高了功率因子幷降低了熱導率，所以使得材料在727 K時獲得了較高的zT（1.65）；相對于其他稀土元素來說，釹能更有效地提高TAGS-85的熱電性能和穩定性。

總的來說，釹摻雜的中溫區熱電材料的熱電轉化率更高，應用領域更廣，在一定程度上能有效解决化石燃料危機的問題。 

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