Stor seebeck-effekt genom laddningsmobilitetsteknik | naturkommunikation

Stor seebeck-effekt genom laddningsmobilitetsteknik | naturkommunikation

Anonim

ämnen

  • Elektrisk och elektronisk teknik
  • thermo

Abstrakt

Seebeck-effekten beskriver genereringen av en elektrisk potential i ett ledande fast ämne utsatt för en temperaturgradient. I de flesta fall domineras det av en energiberoende elektronisk densitet av tillstånd på Fermi-nivå, i linje med de rådande ansträngningarna för överlägsen termoelektrik genom konstruktion av elektronisk struktur. Här demonstrerar vi en alternativ källa för Seebeck-effekten baserad på laddningsbäraravslappning: en laddningsmobilitet som ändras snabbt med temperaturen kan resultera i ett betydande tillskott till Seebeck-koefficienten. Denna nya Seebeck-källa demonstreras uttryckligen för Ni-dopade CoSb 3, där en markant rörlighetsförändring inträffar på grund av övergången mellan två olika laddningsavslappningsregimer. Våra fynd avslöjar ursprunget till uttalade funktioner i Seebeck-koefficienten för många andra svårfångade material som kännetecknas av en betydande rörlighetsmatchning. När den används på lämpligt sätt kan denna effekt också ge en ny väg till utformningen av förbättrade termoelektriska material.

Introduktion

Även om inga andra grundläggande begränsningar än Carnot-effektiviteten är kända för att begränsa den termoelektriska materialens potentiella effektivitet 1, är den dimensionlösa siffra för meriter ZT = TS 2 σ / κ ( T är den absoluta temperaturen, S Seebeck-koefficienten, σ den elektriska konduktiviteten och κ den termiska konduktiviteten) i nuvarande material svävar vid värden runt 1, som fortfarande är otillräckliga för utbredda tillämpningar 2, 3 . Insatser för att optimera ZT i allmänhet ingår i två kategorier: "fonon engineering" och "elektronisk strukturteknik". Det mest framgångsrika konceptet i detta sammanhang är det för en fononglas-elektronkristall 4 . Här försöker man minska värmeledningsförmågan genom att införliva inneboende eller extrinsiska fononspridare medan de elektroniska egenskaperna hålls oförändrade 5 . Omvänt strävar 'elektronisk strukturteknik' 1, 2, 3, 6 efter en gynnsam elektronisk spridning på Fermi-nivå, level F, för att uppnå en högre termoelektrisk effektfaktor ( S 2 σ ). Optimering av ZT genom dessa koncept verkar vara begränsat av beroendet av de tre relevanta transportkoefficienterna ( S , σ och κ ). I vissa specifika system är mer exotiska fysiska fenomen som spindegenerering och elektroniska korrelationer också mycket relevanta för Seebeck-effekten 7, 8 ; deras inverkan är emellertid mindre transparent i praktisk materialdesign.

Seebeck-koefficienten för ett ledande fast ämne induceras vanligtvis genom asymmetri av den elektroniska densiteten för tillstånd (DOS) N ( ɛ ) på Fermi-nivån ɛF , såsom illustreras i fig la. Där leder en temperaturgradient Δ Tx längs provet till en liten gradient i Fermi-nivån ɛF (eller mer generellt den kemiska potentialen). På grund av den energidispergerande N ( ɛ ) och Fermi-funktionen f ( ɛ ), som båda bestämmer laddningsbärartätheten vid ɛF , n ( ɛ F ) = N ( ɛ F ) f ( ɛ F ), är en nettodiffusion av elektroner förekommer längs provet. Elektrondiffusionen hindras så småningom av en fördröjd elektrisk potential ( V x ), vilket leder till SN = V x / | Δ T x | vid jämvikt. Vi anger detta konventionella bidrag till Seebeck-effekten som S N. Ur termodynamisk synvinkel mäter denna term temperaturderivatet av of F per enhetsladdning e , S N ∝ (1 / e ) ∂ ɛ F / ∂ T. Det förklarar också Seebecks ursprungliga observation av en elektrisk potential över korsningen mellan två metalltrådar (jfr Fig. 1b). Här skapar skillnaden mellan Fermi-energierna för de två metallerna helt enkelt ett artificiellt energiberoende av N ( ɛ ).

Image

( a ) Ett ledande fast ämne med en betydande energiberoende DOS. ( b ) En övergång mellan ledande fasta ämnen A och B med olika DOS, vilket är situationen där Seebeck-effekten ursprungligen upptäcktes. ( c ) Ett ledande fast ämne med ett brant energiberoende av elektronrelaxationstiden τ . ( d ) En övergång mellan två ledande fasta ämnen med betydligt olika t . Den vertikala axeln betecknar antingen N ( ɛ ) eller τ ( ɛ ) på Fermi-nivå. Den horisontella axeln anger temperaturen, eller motsvarande, Fermienergin, på grund av deras korrelation. Observera att scenarierna c och d båda ger en t- missanpassning, som vi utnyttjar mot en förbättrad Seebeck-effekt. När man applicerar ett magnetfält längs z- riktningen kan man endast i dessa två fall förvänta sig en tvärgående elektrisk potential längs y- riktningen (Nernst-effekten). I fallet a och b kompenseras en sådan signal till fullo på grund av Sondheimers annullering (se text).

Bild i full storlek

Här demonstrerar vi en ny källa för Seebeck-effekten, S τ , baserad på en laddningsmobilitet, μH ( T ), som ändras snabbt med temperaturen. Såsom illustreras i fig. 1c kan ett stort derivat d ^ H ( T ) / dT generera en betydande komponent S τ som lägger till den konventionella Seebeck-koefficienten SN . Som vi kommer att se nedan förenar detta scenario de termoelektriska manifestationerna av olika fysiska fenomen som leder till en betydande gradient av laddning-relaxationsprocesser. Bidraget S τ kan enkelt skiljas från SN genom att mäta den tvärgående termoelektriska signalen (det vill säga Nernst-koefficienten v ) i närvaro av ett magnetfält vinkelrätt mot både S och v . I material med snabbt föränderlig rörlighet kommer Lorenz-kraften som påverkar de långsamma och snabba bärarna av kalla och heta ändar (eller vice versa) inte helt kompensera, vilket leder till ett stort värde på v som är beroende av S (Fig. 1c) . I fall med en obetydlig termisk variation av μH ( T ) (fig. 1a), avlägsnar den så kallade Sondheimer-annulleringen den tvärgående potentialen eftersom Lorenz-krafterna på elektronströmmen framåt och bakåt strömmar exakt 9, 10 . I analogi med fallet som visas i fig. Ib, lovar en korrekt konstruktion av laddningsmobiliteten, till exempel genom konstgjord framställning av en korsning mellan de två ledande fasta ämnena med mycket olika mobiliteter, att Seebeck-effekten ytterligare förbättras, jfr. Fig. 1d.

Resultat

Seebeck-effekt och laddningsmobilitet

Idén att använda mobilitetsgradienter för att förbättra Seebeck-effekten uppstod från omvärderingen av de senaste termoelektriska undersökningarna på en specifik materialklass av tunga fermioner av två av författarna 11 . Där tillskrevs en förbättrad Seebeck-koefficient de asymmetriska Kondo-spridningsprocesserna för ledningselektroner från lokaliserade 4 f- elektroner. Karaktäriserande av den energiberoende laddavslappningstiden τ ( ɛ ) på grund av Kondo-effekten observerades en betydande Nernst-koefficient ν ( T ) och visade sig vara den förbättrade Seebeck-koefficienten efter renormalisering med μH . Detta innebär en inaktivering av Sondheimers annullering, vilket står för en betydande S τ ≈ S i tunga fermioner. Konceptuellt annorlunda än den lokala Kondo-processen domineras laddningsavslappningstid i ett konventionellt fast ämne vanligtvis av svagt energiberoende spridningshändelser, som emellertid kan uppvisa ett stort temperaturberoende beroende på exempelvis en korsning mellan olika relaxationssystem. När det gäller den termiska transporten är en förbättrad gradient av τ med avseende på temperatur fysiskt identisk med ett energiberoende τ ( ɛ ), vilket framgår av exempelvis Kondo-effekten. Noterbart är att den tidigare situationen är mycket mer transparent: oavsett ursprung - vi kommer att diskutera flera möjligheter nedan - tillräckligt olika laddningsmobiliteter vid de heta och kalla ändarna av ett material kommer att generera en elektrisk potential som är analog till att modifiera DOS för ett energiberoende N ( ɛ ) (jfr Fig. 1a, c).

Därefter kommer vi att demonstrera det centrala inflytandet av ovanstående mekanism för en svagt Ni-dopad skutterudite CoSb 3 . Som visas i fig. 2 (se även ref. 12) är S ( T ) av Co 0, 999 Ni 0, 001 Sb 3 negativt och endast svagt temperaturberoende över 50 K. Ytterligare kylning av temperaturen leder till en markerad teckenförändring av S ( T ) och en uttalad positiv topp på 110 μV K −1 vid T ≈20 K. Här belyser vi de motsatta tecken på S ( T ) och RH ( T ) under 30 K, varvid den senare är negativ i hela det undersökta temperaturområdet (se fig. 3a). Phonon-drag-effekter kommer sannolikt inte att spela nyckelrollen i ursprunget till den extraordinära S ( T ) -toppen vid 20 K på grund av dess frånvaro i odopad CoSb 3 och dess känslighet för liten förändring i Ni-koncentrationen 12 . Med tanke på motsatta tecken på S ( T ) och RH ( T ) och för att redogöra för den ovanliga toppen i det förra innebär ett intuitivt tillvägagångssätt en tvåbandsmodell, där laddningsbärare av olika skyltar involveras. Detta är emellertid i motsats till Hall-resistivitetsdata som antyder två elektronliknande band (jfr. Kompletterande figur 1 och kompletterande anmärkning 1), vars inflytanden dessutom endast existerar i en mycket begränsad temperaturregion (25–40 K, kläckts i fig. 2). Nära 20 K återställs enbandets natur. Dessa observationer antyder att även om tvåbandseffekter är involverade i ett begränsat temperaturintervall (jfr fig 2 och 3a), är de inte ansvariga för den positiva S ( T ) toppen. En annan trolig multiband-regim under T ≈7 K (jfr Fig. 3a) ligger utanför undersökningens omfattning. Med tanke på den sublinära ρ H ( B ) över 10 K fortsätter vi vår diskussion inom ramen för en en-band bild. Detta gäller åtminstone för det låga magnetfältområdet ( B ≤2 T) där vi har uppmätt ν ( T ) och uppskattat RH ( T ).

Image

Det uppmätta S ( T ) jämförs med beräknade värden på - ν / μ H, det vill säga det förväntade Seebeck-bidraget, S τ , härrörande från mobilitetsgradienten, se text. Observera att den positiva toppen som utvecklats under 50 K på grund av n- typ laddningsbärare kan reproduceras väl med detta förhållande. Det kläckta området indikerar temperaturfönstret där två elektronliknande band är involverade, och dessa kan inte beskriva förekomsten av den positiva S ( T ) toppen.

Bild i full storlek

Image

( a ) Hallkoefficient R H ( T ) och Hall mobilitet μ H ( T ), definierad som | R H ( T ) | / ρ ( T ). Den streckade linjen indikerar ett ungefärligt T7- beroende av μH ( T ). Kläckningarna indikerar de regioner där multiband-effekter finns. Den på cirka 30 K involverar två elektronliknande band och den under 7 K är komplex och ligger utanför detta arbete. ( b ) Elektrisk resistivitet ρ ( T ) och magnetoresistans MR ( T ) = [ ρ B ( T ) - ρ 0 ] / ρ 0 . Den senare mängden mättes i ett magnetfält B = 8 T. Tre olika regioner (I, II och III) indikeras, av vilket region I kännetecknas av hög rörlighet, inneboende eller djupare donatorledd ledningsförmåga och region III med låg- rörlighet med variabel räckvidd. Den streckade linjen ovanpå ρ ( T ) -kurvan representerar en anpassning enligt den termiska aktiveringslagen. ( c ) Elektrisk resistivitet planerad som log ρ mot T −1/4 . Ett linjärt beroende såväl som den negativa MR ( T ) under cirka 15 K är karakteristisk för VRH-ledning. VRH, hopp med variabelt intervall.

Bild i full storlek

Förekomsten av en topp i RH ( T ) och en skuldra i ρ ( T ) vid T ≈40 K (jfr Fig. 3a, b) stöder uppfattningen om en elektronliknande grunt föroreningsnivå som blir aktiv under 40 K, på grund av överskottselektronerna från Ni-atomer. Genom att tillämpa den termiska aktiveringslagen ρ = ρ 0 exp ( E a / k B T ) på T- området 40−110 K ovanför axeln (område I, fig. 3b), beräknas aktiveringsenergin Ea vara 207 K. Detta är förknippat med antingen ett inneboende elektroniskt band eller en djupare givarnivå 12 : såsom avslöjats i fig. 3a kännetecknas dessa tillstånd av en hög laddningsmobilitet. På grund av det smala temperaturfönstret har vi inte uppskattat aktiveringsenergin för region II (15–40 K). Istället understryker vi att data under ∼ 15 K (region III) kan beskrivas väl med variabelområdet hoppningsmodell, förväntat för att leda tillstånd med svag lokalisering. Observationen av negativa värden på magnetoresistens och ett karakteristiskt beroende av log ρ ∼ (1 / T ) 1/4 i regimen III ger starkt stöd till detta förslag (Fig. 3b, c; ref. 12). Följaktligen inträffar en uttalad förändring av μH ( T ) som förbinder ett område med hög rörlighet (intrinsiskt eller djupt givare härledd) laddningsbärare till en ledningshoppning med variabelt intervall med låg rörlighet på grund av början av en grund föroreningsnivå. Den uttalade förändringen av rörligheten, efter μH ( T ) ∼ T 7 mellan 40 och 10 K (fig. 3a), dvärverar egenskaperna hos vanliga laddningsspridningsprocesser, till exempel T 3 /2- beroendet som förväntas för joniserad föroreningsspridning .

Nernst-effekt

Vilka är konsekvenserna för Nernst-svaret? I ett icke-magnetiskt, icke-supraledande ettbandssystem 9, 13,

Image

Här kan energiavledningen av tangenten i Hall-vinkeln uttryckas med antingen μ H eller τ eftersom tan θ H = eBτ / m * = μ H B , där m * anger den effektiva massan för de relevanta laddningsbärarna. Uppenbarligen är v känslig för alla laddningsavslappningsprocesser som är asymmetriska med avseende på ɛ . Men asymmetrin förknippad med vanliga spridningshändelser är vanligtvis ganska svag och kan representeras av ett maktlagsberoende av τ ( ɛ ) ∼ ɛ r med | r | ≈1 för till exempel elektronspridning med akustiska fononer. Genom att ersätta 1 / ∂ ɛ i ekvation (1) med 1 / k B ∂ T , inser man omedelbart att en förbättrad gradient av μ H med avseende på T på liknande sätt kan tillhandahålla en fin Nernst-koefficient ν = AT d μ H / d T , där A = - ( π 2/3 ) k B / | e |. Som framgår av fig. 4 följer den uttalade v ( T ) -toppen som observerades något under 40 K för Co 0, 999 Ni 0, 001 Sb 3 denna förutsägelse kvantitativt, vilket understryker förekomsten av tydligt olika laddningsmobiliteter vid provets två ändar när de exponeras till en temperaturgradient (jfr fig 1c och 3a). Med tanke på att över 40 K μH ( T ) endast är svagt beroende av temperatur, förväntar man sig ν ( T ) ∝ μ H ( T ) (d μ H / d T är ungefärligt till första ordningen som μ H / T , jfr ref. 9). Detta bekräftas också i fig. 4 och vid T > 40 K skalar v ( T ) bra med μH ( T ) (röd streckad linje).

Image

Den gröna hellinjen representerar AT d μ H / d T , det förväntade bidraget till ν ( T ) från den markerade laddningsmobilitetsförändringen (jfr ekvation (1)), där prefaktorn A = - ( π 2/3) k B / | e |. Det kvantitativa avtalet som hittades under 40 K mellan denna beräkning och den uppmätta Nernst-koefficienten (svarta symboler) ger starka bevis för att den förbättrade Nernst-signalen härstammar från den betydande rörlighetsmatchningen i hela provet. Den röda streckade linjen visar Hall-rörligheten μH ( T ). v ( T ) förväntas ungefär skala med μH ( T ) förutsatt att det sistnämnda är ett svagt temperaturberoende, vilket verkligen håller över 40 K (se text för detaljer).

Bild i full storlek

Diskussion

Vi granskar nu hur den stora rörlighetsgradienten påverkar Seebeck-effekten. Mott-uttrycket relaterar Seebeck-koefficienten till de logaritmiska energaderivaten av N ( ɛ ) och τ ( ɛ ) vid Fermi-energin,

Image

Även om S τ på grund av asymmetrisk laddningsavslappning har ignorerats i de flesta termoelektriska utforskningar, kan det i själva verket vara den dominerande termen i specifika fall såsom tunga fermionssystem, som insågs nyligen 11 . Som diskuterats i kompletterande anmärkning 2 och ref. 10, 11 är Nernst-koefficienten fysiskt kopplad till S τ av ν · B = ± S τ tan θ H (eller, ν = ± S τ μ H ), eftersom tan θ H ∝ τ i en konventionell fast substans med ett band. Ytterligare S τ = - μ / μ H förväntas därför inträffa i Co 0, 999 Ni 0, 001 Sb 3 på grund av den plötsliga förändringsrörelsen. Här avser det negativa tecknet de elektronliknande laddningsbärarna. Det är anmärkningsvärt att förhållandet - v / μ H verkligen kan stå för den plötsliga korsningen och den positiva S ( T ) -toppen som växer under 50 K (streckad linje i fig. 2). Detta ger övertygande bevis på att den snabbt föränderliga rörligheten ligger bakom detta extraordinära termoelektriska svar.

För att underbygga denna bedömning också ur teoretisk synvinkel har vi beräknat Seebeck-koefficienten baserad på toppmodern elektronisk strukturberäkning av en partikel, med antagande av en konstant spridningshastighet τ . Medan konstruktionen går miste om de rörlighetsdrivna effekterna, förväntas detta förfarande kvalitativt fånga upp alla inneboende DOS-effekter, och därmed särskilt bidraget S N till Seebeck-koefficienten. Denna förväntning uppfylls verkligen: Det teoretiska SN för Co 0, 999 Ni 0, 001 Sb 3, som är negativt för alla temperaturer, närmar sig det experimentella resultatet vid endast höga temperaturer, där S τ förväntas vara mindre relevant (se tilläggsfigur 2) och kompletterande anmärkning 3).

Med tanke på både de mycket likartade μH ( T ) -profilerna och de konkurrerande tecknen på S ( T ) och RH ( T ) vid låga temperaturer, kommer scenariot beskrivet ovan att kunna förklara den positiva toppen i S ( T ) som observerats även för andra dopningsnivåer av Co 1- x Ni x Co 3 rapporterade i ref. 12. Man kan märka att, i den nominellt rena CoSb 3, finns en liknande rörlighetsgradient där RH ( T ) är positiv. Det motsatta tecknet på laddningsbärarna i ren CoSb 3 i förhållande till den för den Ni-dopade CoSb 3 kommer naturligtvis att invertera skylten för motsvarande S t . Detta kan redogöra för den plötsliga droppen av S ( T ) i CoSb 3 från positiva till små negativa värden under c. 100 K (jfr Fig. 5 i ref. 12).

I tabell 1 sammanfattar vi de förväntade tecknen för den rörlighetsdrivna Seebeck-effekten ( S τ ) och Nernst-koefficienten ( v ) baserat på ekvationerna (1) och (2). Skyltarna bestäms enbart av rörelsegradientens riktning och laddbärarnas typ. Det är uppenbart att en negativ d μ H / d T är tekniskt mer attraktiv eftersom i detta fall skulle en positiv (negativ) S τ lägga till en p- typ ( n- typ) transport, vilket leder till en övergripande förbättring av Seebeck-koefficienten.

Full storlek bord

Betydelsen av våra resultat är enkel men ändå omfattande: en ytterligare Seebeck-koefficient S τ genereras när en temperaturberoende μH finns. Eftersom S τ = ± ν / μ H kommer emellertid den rörlighetsdrivna Seebeck-effekten att bli betydande eller till och med dominerande endast om lutningen d μ H / d T är enorm, men inte μ H i sig. Detta koncept är mycket mer generellt än vad som har diskuterats för tunga fermioner baserade på Kondo-effekten. Vi kan tänka på en mängd olika material vars termoelektriska svar överensstämmer med vårt förenande scenario: till exempel i Cu 2 Se inträffar en strukturell fasövergång vid ∼ 400 K, där μH förändras plötsligt med temperaturen på grund av kritisk spridning. På motsvarande sätt har en okonventionell Seebeck-koefficient som i hög grad bidrar till de förbättrade ZT- värdena observerats och tillskrivits onormala spridningsprocesser som följer med fasövergången 14 . Det är viktigt att tecknet på den ytterligare Seebeck-koefficienten verkligen följer vår förutsägelse som visas i tabell 1. Ett annat exempel som förtjänar uppmärksamhet är AgBiSe 2 (ref. 15), som utvecklar ett stort negativt S ( T ) -maks ut av p- typtransport på omkring 580 K. Denna funktion överensstämmer med en uttalad förändring av den elektriska konduktiviteten, där en markant förändring av rörligheten förväntas. Det är därför mycket önskvärt att se om det nuvarande scenariot kan gälla. Vårt scenario verkar vara aktivt också i den nyligen upptäckta tunga fermionföreningen CeRu 2 Al 10 (ref. 16), där en skarp negativ gradient av μH ( T ) hittas vid T ≈20 K, tillsammans med en anomal S ( T ) topp (jfr. Kompletterande figur 3 och 4). Dessa observationer kan verkligen beskrivas inom den nuvarande ramen, såsom diskuteras i kompletterande anmärkning 4. Fler exempel kan förväntas / hittas i föreningar där en fasövergång eller övergång mellan två regimer med väsentligt olika laddningsavslappningsmekanismer, t.ex. eller Anderson-lokalisering, sker. Man kan också tänka sig konstruera laddningsmobiliteten hos en heterogen halvledare längs en viss riktning genom till exempel kontrollerad doping. Alternativt kan man tillverka en konstgjord övergång från två, företrädesvis redan funktionellt välgraderade, termoelektriska material med mycket olika rörlighet för att ytterligare förbättra prestandan. Genom att koppla från effekterna av gradienterna för DOS med en partikel och laddningens rörlighet (eller livstid) på termoelektricitet kommer våra resultat också att hjälpa till att svara på grundläggande frågor i mer komplexa system. Detta avser särskilt elektronkorrelerade material, i vilka de två lutningarna är veckade i den spektrala funktionen med många kroppar. Ytterligare undersökningar för att utforska och utnyttja de övergripande ramarna för rörlighetsgradienter krävs ivrigt, både ur grundläggande och tekniska synvinkel.

metoder

Exempel på syntes och karakterisering

Provet av Co 0, 999 Ni 0, 001 Sb 3 som användes i detta arbete syntetiserades med två steg. Först smältes stökiometriska mängder av utgångsmaterial med hög renhet i en induktionsugn vid en temperatur av 1 400 ° C. Denna procedur ger material av en fin pulvermorfologi, som har kontrollerats genom röntgendiffraktion för att vara enfas. Därefter komprimerades pulvret med en gnistplasmastringsteknik under ett tryck av 40 MPa, genom upphettning till 630 ° C på 6 minuter och hölls vid den temperaturen i 5 minuter. Renheten hos det slutligen erhållna provet kontrollerades igen genom pulverröntgendiffraktion (jfr. Kompletterande fig. 5). Den höga renheten och kristallina kvaliteten hos det aktuella provet framgår vidare av det faktum att dess elektriska resistivitet ρ ( T ) förbättras med nästan sex storleksordningar med en sänkning av temperaturen från 300 till 2 K (jfr Fig. 3b i huvudtexten ). Denna förbättring av ρ ( T ) är mer än en storleksordning större än den som rapporterats i ref. 12.

Transportmätningar

Nernst- och Seebeck-koefficienterna ( v och S ) mättes mellan 2 K och rumstemperatur med användning av en konventionell statisk värmare-och-sjunker-metod. Ett chipmotstånd (2000 Ω) användes som värmare och en tunn ( ϕ = 25 μm) kromel-AuFe 0, 07% termoelement användes för att detektera temperaturgradienten. Värdena för S och v bestämdes enligt respektive definitioner S = E x / | Δ T x | och ν = E y / B z | Δ T x |, där Δ T x är den applicerade temperaturgradienten, B z = 2 T magnetfältet och Ex ( E y ) den inducerade elektriska potentialen längs x ( y ) -riktningen (se fig. 1). För att detektera Ex och E y användes Keithley 2 182 nanovoltmetrar. Här antar vi konventionen att tecknet på Seebeck-koefficienten representerar potentialen för den kalla sidan med avseende på den heta sidan, och tecknet på Nernst-koefficienten följer den historiska konventionen som användes i termoelektriska undersökningar 9 . Dessutom mättes elektrisk resistivitet, ρ ( T ) och Hall-koefficient, RH ( T ) för att underlätta vår analys, med en konventionell fyra-sond teknik med användning av ett fysiskt egenskaper mätningssystem (PPMS, Quantum Design). Ett prov med typisk dimension 0, 5 × 2 × 5 mm 3 användes för alla transportmätningar. Mätningarna av Nernst- och Hall-effekten utfördes i magnetfält i motsatta riktningar för att eliminera Seebeck respektive resistivt bidrag.

Kompletterande information

PDF-filer

  1. 1.

    Kompletterande information

    Kompletterande figur 1-5, kompletterande anmärkningar 1-4 och kompletterande referenser

kommentarer

Genom att skicka en kommentar samtycker du till att följa våra villkor och gemenskapsriktlinjer. Om du finner något missbruk eller som inte överensstämmer med våra villkor eller riktlinjer ska du markera det som olämpligt.