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日本科学家发现一种铁化合物具有低温高热电效应

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日本科学家日前发现一种低温热电材料,该材料能在低温条件下显示出比铋系热电材料高出100倍以上的热电效应。实验表明,这种铁化合物的结晶尺寸越大,实际电热效应就越大。热电转换材料能够使电能与热能直接转换,可用于废热发电以及不使用氟利昂的冷冻装置。热电转换材料中以铋化合物较为常见,而超导材料等运行所需的极低温热电转换原器件尚未实际应用,需要设计出新的低温热电材料。为解决这一问题,东京大学、名古屋大学和大阪大学的科研人员进行了联合研究。他们发现了一种以铁为主要成分 的化合物“Fe Sb2”,其在零下260摄氏度的低温环境下显示出比铋系热电材料高100倍以上的热电效应,这使得它成为备受期待的低温电热材料,有望为设计低温环境下热电转换原器件提供新思路。但是,科研人员对Fe Sb2为何展示出巨大的热电效应并不了解,因此无法设计出更高热电性能的元件。为此,他们合成了超高纯度的Fe Sb2单结晶,并使用5种不同尺寸单晶体进行了电阻率、塞贝克系数和热导率测定。结果发现,结晶尺寸增大,热导率和塞贝克系数也随之增大,在最大结晶尺寸情况下实现了高热导率。通过回旋共振试验,他们发现电子有效质量比自由电子的质量高(本文共计2页)......[继续阅读本文]

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