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研究生: 許喬智
Hsu, G-J
論文名稱: SrSi2 摻雜鋁的傳輸性質之研究
Effects of Al substitution on the transport properties of SrSi2
指導教授: 呂欽山
Lue, C.S
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 理學院 - 物理學系
Department of Physics
論文出版年: 2008
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 35
中文關鍵詞: 熱電
外文關鍵詞: SrSi2
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  • 本論文研究是鹼土金屬Sr的矽化物SrSi2,藉由摻雜Al與Si的比例而形成SrSi2-xAlx (x=0,0.06,0.15,0.2),為了了解其熱電性質,我們將這一類的合金置於溫度10~300K量測,量其熱導率、電阻率以及Seebeck coefficient。由實驗值得知,絕大部分的熱導是由晶格熱導率( )提供。並且發現晶格熱導率隨著摻雜Al/Si的比例減小,這是因為聲子的散射機制變大所致,而再去了解電子熱導率,有大幅的增加。而Seebeck coefficient測量SrSi2-xAlx顯示其值皆為正值,並且有達到140 mV/K。這個訊息顯示出合金的傳輸載子為電洞,而在摻雜Si之後Seebeck coefficient有大幅下降的趨勢。在室溫,比較熱導率、電阻率與Seebeck coefficient,雖然三個熱電性質在摻雜後都有下降的趨勢,但是Seebeck coefficient下降了一個數量級而其他還維持同一數量級,所以以 ,就可以知道ZT值是下降的趨勢。我們所做的SrSi2與較高ZT值的材料相比仍有一個級數差。

    We report thermoelectric properties of SrSi2-xAlx(x=0,0.06,0.15,0.2) which is alkaline-earth metal Sr of silicides SrSi2 with Al substitution onto Si sites. We research thermal conductivity, electric resistivity as well as seebeck coefficient from 10K to room temperature. The result of experiment tell us that lattice thermal conductivity dominate thermal conductivity. We find that thermal conductivity decreases with the increase of doping level for enhancement of scattering process. By the way, electric thermal conductivity increase with the concentration of doping . The seebeck coefficient of SrSi2-xAlx is positive , and accomplish 140 mV/K. It is indicating that hole-type carriers dominate the heat transport. In normal temperature, reduction of thermal conductivity, electric resistivity accompany seebeck coefficient decreasing. Figure-of-meri descrese with incresing doping level.

    摘要 Ⅰ Abstract Ⅱ 誌謝 Ⅲ 目錄 Ⅳ 表目錄 Ⅵ 圖目錄 Ⅶ 第一章 前言 1 第二章 基礎理論 3 2-1熱導率理論 4 2-2倒逆過程(Umklapp process) 7 2-3電阻率理論 9 2-4 Seebeck coefficient 11 2-5 Figure-of-merit(ZT) 13 第三章 製作方法與量測過程 14 3-1樣品製作 16 3-2熱導率的量測 17 3-3電阻率的量測 18 3-4 Seebeck coefficient的量測 18 第四章 結果與數據 19 4-1 X-ray 的分析 19 4-2 SrSi2-xAlx熱傳導率與溫度的關係 21 4-3 SrSi2-xAlx晶格熱傳導率與溫度的關係 25 4-4 SrSi2-xAlx電阻率(Resistivity) 28 4-5 SrSi2-xAlx 的Seebeck coefficient 30 4-6 SrSi2-xAlx 的Figure of meri(ZT)32 第五章 結論 34 表目錄 表4-1 晶格熱導率的擬合參數 26 圖目錄 圖1-1 SrSi2單位晶格 1 圖2-1正常過程和倒逆過程…………………………………………………………8 圖2-2 Seebeck coefficient……………………………………………………………11 圖3-1樣品製作圖…………………………………………………………………...15 圖4-1 X-ray粉末繞射結果 20 圖4-2 晶格常數 20 圖4-3 SrSi2-xAlx之熱導率對溫度的變化圖 22 圖4-4 晶格熱導率與電子熱導率比較 24 圖4-6 SrSi2-xAlx電阻值與溫度關係圖 29 圖4-7SrSi2-xAlx的Seebeck coefficient與溫度關係圖 31 圖4-7 SrSi2-xAlx的ZT值與溫度關係圖 33

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    下載圖示 校內:立即公開
    校外:2008-07-04公開
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