University of PardubiceFaculty of Chemical Technology

University

Employees
|
Students
Česky

Publication detail

Enhanced Thermoelectric Performance of n-type Bi2O2Se Ceramics Induced by Ge Doping

Authors: Ruleová Pavlína | Plecháček Tomáš | Kašparová Jana | Vlček Milan | Beneš Ludvík | Lošťák Petr | Drašar Čestmír

Year: 2018

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Journal of Electronic Materials

Page from-to: 1459-1466

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Zvýšená termoelektrická účinnost n-typové keramiky Bi2O2Se indukované dopováním Ge	Keramické vzorky složení Bi2xGexO2Se1.01 (x = 0, 0.05, 0.075,and 0.1) byly syntetizovány reakcí v pevné fázi a lisovány pomocí hotpressingu. Připravené materiály byly chyrakterizovány rtg - difrakcí, elektronovou microskopií a měřením elektrické vodivosti, Seebeckova koeficientu a tepelné vodivosti v rozsahu teplot 300–780 K. Ge ve struktuře Bi2O2Se vede ke zvýčení koncentrace volných elektronů v porovnání se základním Bi2O2Se1.01. Donor efekt se připisuje bodovým substitučním defektům v Bi podmřížce a vakancím po kyslíku, které produkují volné elektrony. Výsledkem je nárůst elektrické vodivosti a snížení Seebeckova koeficientu, zatímco tepelná vodivost se téměř nezmění. Nejvyšší hodnota parametru termoelektrické účinnosti ZT dosahuje 0,25 pro složení Bi1.95Ge0.05O2Se1.01 při T = 723 K, což je dosud nejvyšší hodnota ZT u keramiky Bi2O2Se. Naše výsledky naznačují, že Bi2O2Se stojí za to zkoumat.	polovodiče; chalkogenidy; rtg-difrakce; transportní vlastnosti; termoelektrické vlastnosti
eng	Enhanced Thermoelectric Performance of n-type Bi2O2Se Ceramics Induced by Ge Doping	Ceramic samples with the composition Bi2xGexO2Se1.01 (x = 0, 0.05, 0.075,and 0.1) were synthesized by solid-state reaction and compacted using a hotpressing technique. The prepared materials were characterized by x-ray diffraction analysis, electron microscopy, and measurements of electrical conductivity, Seebeck coefficient S, and thermal conductivity in the temperature range 300–780 K. Ge in the Bi2O2Se host structure led to an increase of the free electron concentration compared to pristine Bi2O2Se1.01. The donor effect is attributed to point substitutional defects in the Bi sublattice, and oxygen vacancies producing free electrons. As a result, we observe an increase in the electrical conductivity and decrease in Seebeck coefficient while thermal conductivity changes slightly. The highest value of the dimensionless figure of merit ZT reaches 0.25 for the composition Bi1.95Ge0.05O2Se1.01 at T = 723 K, which is, to date, the highest ZT value reported for Bi2O2Se ceramics. Our results suggest that Bi2O2Se is still worth exploring.	Semiconductors; chalcogenides; x-ray diffraction; transport properties; thermoelectric properties