Одним из многообещающих кандидатов для термоэлектрического применения является SnSe. В данном материале из-за сильного ангармонизма химических связей наблюдается сверхнизкая теплопроводность. Теоретические работы показали перспективность использования кубического SnSe из-за его низкой теплопроводности и сложной проводящей зоны, которую можно модулировать для достижения большего PF.

В данной работе синтезирована серия соединений состава Sn_1–2x(AgBi)_xSe. Несмотря на то, что кристаллические фазы первичных SnSe и AgBiSe₂ являются некубическими, их твердые растворы могут образовывать кубическую фазу при температуре и давлении окружающей среды. Кристаллическая и электронная структуры SnSe были изменены путем совместного замещения Ag и Bi. Слоистая фаза Pnma была стабильной в диапазоне 0 ≤ x ≤ 0,2. Мета-стабильная каменно-солевая фаза Fm3m стабилизировалась в условиях окружающей среды, когда параметр x превышал 0,2, что привело к повышению термоэлектрических характеристик. Более того, благодаря высокосимметричной кубической кристаллической структуре, механические характеристики Sn_1-2x(AgBi)_xSe были эффективно улучшены – максимальная твердость по Виккерсу достигла 1,5 ГПа в Sn_0.4(AgBi)_0.3Se.

Энергия образования (a) и конфигурационная энтропия (b) Sn1-2x(AgBi)xSe (x = 0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3).

Полученное улучшение термоэлектрических и механических свойств перспективно для использования материалов на основе моноселенида олова для создания новых высокоэффективных термоэлектриков.

Публикация: Crystal structure modulation of SnSe thermoelectric material by AgBiSe2 solid solution, Hongxiang Wang, Chang Tan, Anatoly Romanenko, Yuqing Sun, Juanjuan Feng, Mahwish Khan, Galina Chebanova, Long Wang, Jie Yao, Hongchao Wang, Chunlei Wang. //
Journal of the European Ceramic Society 2023, 43, P. 3383.
DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2023.02.047 →.

Источник: Институт неорганической химии имени А. В. Николаева СО РАН