亮相該成果以題為Flexiblelayer-structuredBi2Te3thermoelectriconacarbonnanotubescaffold發(fā)表于著名期刊NatureMaterials?!緢D文導(dǎo)讀】圖一無支撐高度有序Bi2Te3-SWCNT雜化熱電材料的結(jié)構(gòu)和設(shè)計示意圖該雜化結(jié)構(gòu)具有高度有序的微結(jié)構(gòu),京國際消其特征是在SWCNT管束上生長具有織構(gòu)結(jié)構(gòu)的Bi2Te3納米晶體,京國際消并在Bi2Te3和SWCNT管束溝或者軸之間完美對齊,低角度晶界在相鄰的納米晶之間占主導(dǎo)地位圖二Bi2Te3-SWCNT雜化材料的明場TEM圖像(a)Be-Te吸附原子開始沉積在SWCNT管束的表面上(b)Bi2Te3納米晶體與SWCNT管束之間的界面,其清晰而尖銳,插圖是Bi2Te3對應(yīng)的快速傅里葉變換(FFT)圖像(c)Bi2Te3納米晶體的微結(jié)構(gòu)缺陷,比如堆垛層錯和沿著(000/)面的孿晶界,插圖是Bi2Te3的晶體結(jié)構(gòu)示意圖和FFT圖像(d)相鄰的Bi2Te3納米晶固定在一個SWCNT管束上,插圖是對應(yīng)的高分辨圖像和FFT圖像(e)高度彎曲的SWCNT管束上的Bi2Te3納米晶體,插圖是Bi2Te3-SWCNT定向排列的示意圖(f)~120s沉積后所得的雜化材料,插圖是對應(yīng)的選區(qū)衍射圖樣比例尺:(a、b)是10nm,(c)是4nm,(d)是40nm,(d中插圖)是5nm,(e)是150nm,(f)是400nm圖三Bi2Te3-SWCNT雜化材料的SEM和XRD表征(a-c)厚度為~600nm的Bi2Te3-SWCNT雜化材料的SEM圖像,其中(b、c)來自a中制定區(qū)域的特寫圖像,表明Bi2Te3納米晶體是覆蓋在SWCNT支架上(d)不同沉積時間(300-900s)和置于SiO2/Si襯底(藍色)上的致密Bi2Te3薄膜所制備的Bi2Te3-SWCNT雜化材料的XRD譜,為了對比,粉紅色是菱形Bi2Te3的標準參照物比例尺:(a)是30μm,(b、c)是1μm圖四不同條件下所制備材料的熱電特性(a-c)SiO2/Si上致密的Bi2Te3薄膜(紅色實心菱形)和具有低載流子濃度(藍色實心圓圈)與高載流子濃度(綠色實心正方形)的無支撐Bi2Te3-SWCNT雜化材料的平面電導(dǎo)率(a)、Seeback系數(shù)(b)、計算的PFs(c)(d)低載流子濃度和致密Bi2Te3/SiO2/Si(紅色空心菱形)雜化材料的總平面熱導(dǎo)率和來自于偶極子效應(yīng)(藍色空心圓圈)和晶格熱導(dǎo)率的貢獻(e)對應(yīng)的品質(zhì)因數(shù),計算的ZT誤差棒約為20%,由Seeback系數(shù)(~3%)、電導(dǎo)率(~5%)和熱導(dǎo)率(~10%)的測量不確定度所檢測(f)與之前所報告的典型的柔性熱電材料、塊體Bi2Te3、Bi2Te3/CNT和該Bi2Te3-SWCNT雜化材料在室溫下的熱電ZT的比較,并給出這些熱電材料的總熱導(dǎo)率圖五Bi2Te3-SWCNT雜化材料和MD模擬的柔性彎曲測試(a)對于厚度為600nm(000/)織構(gòu)(藍色實心圓圈)、無(000/)織構(gòu)(綠色實心菱形)Bi2Te3-SWCNT雜化材料和在聚酰亞胺襯底上(紅色實心正方形)的致密Bi2Te3薄膜的相對電阻與彎曲半徑之間的函數(shù)關(guān)系,R和R0分別是雜化材料在彎曲變形狀態(tài)和初始平面狀態(tài)的電阻,插圖是(000/)織構(gòu)雜化材料和Bi2Te3/聚酰亞胺樣品的循環(huán)彎曲測試結(jié)果,誤差棒為10%,該數(shù)值是從R(~5%)和R0(~5%)的測量不確定性中所確定的(b、c)無支撐(000/)織構(gòu)Bi2Te3-SWCNT雜化材料的橫截面SEM圖像(d、e)在(000/)方向上的三個相鄰Bi2Te3納米晶體的彎曲柔性的MD模擬所用的結(jié)構(gòu)模型,晶界傾斜角度不同,(d)是低角度:5°,(e)是高角度:30°,彎曲變形的模型投影在y-z平面,其對應(yīng)的原子位移沿著y軸【小結(jié)】在該研究中,作者開發(fā)了一種制備高性能柔性熱電材料的策略,即以SWCNT網(wǎng)作為支架來引導(dǎo)層狀結(jié)構(gòu)的熱電半導(dǎo)體納米晶的沉積和生長以形成具有高度有序微結(jié)構(gòu)的雜化材料?!疽浴侩S著柔性電子器件的發(fā)展以及對可持續(xù)和多用途能源需求的不斷增長,費電柔性電子器件由于可以直接將廢舊的熱能轉(zhuǎn)換為有用的電能,費電因此已經(jīng)引起各國研究人員的極大關(guān)注。

科技感知未來,尋光科技亮相2018CEE北京國際消費電子展

無機硫?qū)倩衔铮ㄈ鏐i2Te3)是一種傳統(tǒng)的熱電材料,科技科技其可在寬的運行溫度下實現(xiàn)最優(yōu)異的性能,科技科技但這種材料的脆性和剛性限制了它們在柔性熱電領(lǐng)域的應(yīng)用。因此,感知設(shè)計和制備具有優(yōu)異綜合性能的柔性熱電材料仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。

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Bi2Te3-SWCNT材料優(yōu)異的柔性與熱電性能主要來源于晶體取向、尋光界面和納米孔結(jié)構(gòu),該研究結(jié)果為設(shè)計和制備高性能柔性熱電材料提供了新的思路。

與傳統(tǒng)的脆性和剛性熱電器件相比,亮相柔性電子器件具有一些無可替代的優(yōu)點。京國際消以下匯總了近幾個月在Nature正刊上發(fā)表的二維納米材料的研究成果。

費電單層的Fe3GeTe2在低溫下仍具有鐵磁性以及面外磁各向異性??萍伎萍歼@項研究揭示了一種全新的離子在二維層狀材料中的儲存機理。

蘇州大學(xué)QiaoliangBao和西班牙奧維耶多大學(xué)RainerHillenbrand團隊報告了極化子沿著一種天然范德華材料,感知α-MoO3的表面各向異性傳播。近期,尋光二維納米材料的研究成果層出不窮,更是在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊發(fā)表的文章中占有一席之地。

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