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第1章 热电转换基本原理 1

1.1引言 1

1.2热电转换物理效应 1

1.2.1泽贝克效应 1

1.2.2佩尔捷效应 3

1.2.3汤姆孙效应 4

1.2.4热电效应间的关系 5

1.3热电转换效率与热电材料性能优值 6

1.3.1热电发电器件性能参数 7

1.3.2热电制冷器件性能参数 11

参考文献 15

第2章 热电材料性能优化策略 16

2.1引言 16

2.2热电输运基础理论 17

2.2.1载流子输运的能带模型 17

2.2.2载流子的散射 21

2.2.3固体材料中的热传导与声子散射 22

2.2.4β因子与优异热电材料的基本特征 26

2.3热电材料性能优化典型策略 27

2.3.1多能带简并 27

2.3.2电子共振态 29

2.3.3合金固溶 29

2.3.4声子共振散射 31

2.3.5类液态效应 32

2.4纳米结构热电输运理论与纳米热电材料 34

2.4.1纳米尺度的电输运 34

2.4.2纳米尺度的热输运 37

2.4.3纳米晶与纳米复合热电材料 38

参考文献 39

第3章 热电输运性能的测量 43

3.1引言 43

3.2块体材料热电性能测量 43

3.2.1电导率 43

3.2.2泽贝克系数 44

3.2.3热导率 46

3.3薄膜材料热电性能测量 51

3.3.1薄膜材料热导率测量 51

3.3.2薄膜材料电阻率测量 54

3.3.3薄膜材料泽贝克系数测量 55

3.3.4纳米线电导率和泽贝克系数测量 58

3.3.5纳米线热导率测量 60

3.4总结 62

参考文献 62

第4章 典型热电材料体系及其性能优化 65

4.1引言 65

4.2 Bi2Te3基合金 66

4.3 PbX（X=S，Se，Te）化合物 70

4.4硅基热电材料 75

4.4.1 SiGe合金 75

4.4.2 Mg2X（X=Si，Ge，Sn） 78

4.4.3高锰硅化合物 80

4.4.4 β--FeSi2 82

4.5笼状结构化合物 85

4.5.1方钴矿与填充方钴矿 85

4.5.2笼合物 90

4.6快离子导体热电材料 92

4.7氧化物热电材料 95

4.8其他新兴热电材料体系 97

4.8.1半Heusler合金 97

4.8.2类金刚石结构化合物 100

参考文献 103

第5章 低维结构及纳米复合热电材料 110

5.1引言 110

5.2超晶格薄膜热电材料的制备与性能 110

5.2.1超晶格热电薄膜的制备 110

5.2.2超晶格结构的声子输运特征与热导率 112

5.2.3超晶格的载流子输运特征与电性能 114

5.3纳米晶热电薄膜材料的制备与性能 117

5.4热电材料纳米线的制备与结构调控 119

5.5热电材料纳米粉体的制备 120

5.6纳米复合热电材料的制备与结构调控 125

5.7典型纳米复合热电材料的结构调控与性能优化 126

5.7.1 CoSb3基方钴矿纳米复合材料 126

5.7.2 PbTe基材料的多尺度结构调控 128

5.8总结 129

参考文献 129

第6章 导电聚合物及其纳米复合热电材料 137

6.1引言 137

6.2导电聚合物及其纳米复合材料的热电性能调控 137

6.2.1导电聚合物热电性能概述 137

6.2.2掺杂程度调节 141

6.2.3聚合物分子链有序化 142

6.2.4有机/无机界面效应 146

6.2.5电荷迁移架桥 149

6.2.6 纳米插层超晶格结构 150

6.3导电聚合物基纳米复合热电材料的制备方法 153

6.3.1粉体混合法 153

6.3.2溶液介质混合法 153

6.3.3原位聚合法 155

6.3.4层层自组装法 157

6.4总结 158

参考文献 159

第7章 热电器件设计集成与应用 163

7.1引言 163

7.2热电器件基本结构与制备方法 163

7.2.1热电器件基本结构与工作原理 163

7.2.2热电器件的典型制造工艺 165

7.3热电器件设计与评价 168

7.3.1器件设计原理与方法 168

7.3.2单级/多段器件结构设计 170

7.3.3器件评价方法 173

7.4界面设计与连接技术 176

7.4.1电极材料的选择与电极连接技术 176

7.4.2热电材料/电极过渡层与界面结构 178

7.4.3界面电阻和界面热阻的测量 180

7.5微型热电器件的设计与集成 182

7.5.1微型器件基本结构与制造技术 182

7.5.2微型热电器件性能与优化方法 183

7.6器件应用与服役性能 185

7.7挑战与展望 186

参考文献 186

关键词索引 190