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摘 要

热电材料是一类能把热能与电能相互转换的一种功能材料，而半导体材料是在现代社会中影响我们日常生活的一类重要材料。Bi₂O₂Se作为一种纳米金属硒化合物是一类非常重要的半导体材料，由于其具有高迁移率和中等带隙，是目前二维半导体研究的热门材料。在Bi₂O₂Se体系中将一些另外的元素掺杂结合剪切剥离替换掉原体系中的某些元素会改变材料的某些性能，进而使其热点性能达到预期标准。本文的主要内容为对Bi₂O₂Se材料体系用Nb、Ti、Zr进行掺杂结合剪切剥离的实验的探索

关键词：热电材料 二维半导体材料 Bi₂O₂Se体系 掺杂

Thermoelectric Properties of Bi₂O₂Se Doped Combined with Shear Stripping

ABSTRACT

Thermoelectric materials are a type of functional materials that can convert thermal energy and electrical energy, and semiconductor materials are an important class of materials that affect our daily life in modern society. As a kind of nano metal selenium compound, Bi₂O₂Se is a very important semiconductor material. Because of its high mobility and medium band gap, it is currently a popular material for two-dimensional semiconductor research. In Bi₂O₂Se system, doping some additional elements combined with shear stripping to replace some elements in the original system will change some properties of the material, and then make its hot spot performance reach the expected standard. The main content of this article is to explore the experiment of doping and shearing peeling of Bi₂O₂Se material system with specific elements; Nb, Ti, Zr.

Keywords: Thermoelectric material; Two-dimensional semiconductor materials;

Bi₂O₂Se system; Doping

目录

摘要………………………………………………………………………………I

ABSTRACT.……………..………………………………………………………II

第一章 引言…………………………………………………………………1

1.1 热电材料的研究背景………………………………………………………………1

1.2 热电转换原理………………………………………………………………………2

1.2.1 Seebeck效应………………………………………………………………2

1.2.2 Peltier效应………………………………………………………………4

1.2.3 Thomson效应………………………………………………………………4

1.2.4 转换效率……………………………………………………………………4

1.2.5 热电优值……………………………………………………………………5

1.3 研究现状……………………………………………………………………………9

1.3.1 Bi2O2Se层状氧化物半导…………………………………………………6

1.3.2 提升材料热电性能的方法…………………………………………………8

1.4 课题内容与研究意义…………………………………………………………9

第二章 实验方案……………………………………………………………11

2.1 实验原理…………………………………………………………………………11

2.2 实验原料…………………………………………………………………………11

2.3 实验设备…………………………………………………………………………11

2.4 实验内容…………………………………………………………………………12

2.5 实验步骤…………………………………………………………………………13

2.5.1 配置化学计量比原料……………………………………………………13

2.5.2 烧制石英管凹槽…………………………………………………………13

2.5.3 将称量好的原料再研体中混合均匀……………………………………13

2.5.4将混合研磨过的原料转移至烧制过凹槽的石英中然后封装…………13

2.5.5切割石英管并做记号……………………………………………………14

2.5.6 将石英管放入箱式中温电炉中进行固相反应…………………………14

2.5.7 过筛固相反应后粉末，去除玻璃残渣…………………………………14

2.5.8 XRD 物相分析……………………………………………………………15

2.5.9 热电输运性能测试………………………………………………………15

2.5.10扫描电镜（SEM）分析…………………………………………………15

2.5.11剪切样本并检测分析……………………………………………………15

第三章 预测分析方案………………………………………………………17

3.1 Nb掺杂Bi_2-xNb_xO₂Se热电材料……………………………………………………17

3.2 掺杂Bi_2-xNb_xO₂Se热电材料………………………………………………………18

3.3 r掺杂Bi_2-xNb_xO₂Se热电材料……………………………………………………20

第四章 预测实验结论………………………………………………………23

4.1实验结论预测……………………………………………………………………23

4.2 展望………………………………………………………………………………24

参考文献……………………………………………………………………25

致谢…………………………………………………………………………27

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