刘丹丹
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宋世金
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邱兴煌
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谈文鹏
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虞澜
硅酸盐通报
采用固相反应法制备了六方纤锌矿结构Zn1-xAlxO(0≤x≤0.005)系列多晶,探究了Al掺杂对ZnO多晶的微观形貌和热电输运性质的影响.Al掺杂促使ZnO晶粒长大联结,晶界减少,x=0.005时出现在晶界分布的ZnAl2O4尖晶石相.各组分样品经二次烧结后,电阻率均比对应组分的一次烧结样品增大1~2个数量级.掺杂后样品由ZnO的半导体行为转变为电阻率显著下降的金属行为,一次烧结样品在x=0.004有最小的室温电阻率~10 mΩ·cm,主要由于掺杂使样品载流子浓度和迁移率显著提高;300~950 K下掺杂样品热电势的绝对值和功率因子均随温度升高而增大,x=0.004时有最大的室温功率因子~0.11 mW/m·K2.综合得到ZnO中Al掺杂的饱和固溶度在0.004~0.005之间.
关键词:
Al掺杂ZnO多晶
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一次烧结
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二次烧结
,
热电输运
,
饱和固溶度
刘丹丹
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宋世金
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张雪峰
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谈文鹏
,
虞澜
人工晶体学报
采用固相反应法制备了六方纤锌矿结构Zn1-xAlxO(0≤x≤0.03)系列多晶,探究了Al掺杂对ZnO多晶的微观形貌和热电输运性质的影响.结果表明,Al掺杂促使ZnO晶粒长大联结,晶界减少,x＞0.003时出现在晶界分布的ZnAl2O4尖晶石相.掺杂后样品由ZnO的半导体行为转变为电阻率显著下降的金属行为,且x=0.003有最小的室温电阻率～1.7 mΩ·cm,主要由于掺杂使样品载流子浓度和迁移率显著提高,x=0.003时载流子浓度和迁移率为最高,分别为1.05×1021 cm-3和20 cm2/V·s;300 ～900 K下掺杂样品热电势的绝对值和功率因子均随温度升高而增大,x =0.003时有最大的室温功率因子～0.4mW/m·K2.综合得到ZnO中Al掺杂的饱和固溶度x≈0.003.
关键词:
Zn1-xAlxO多晶
,
Al掺杂
,
热电输运
,
饱和固溶度
