含銻之新穎熱電材料的合成與分析

Abstract

於本論文的研究中，TMPbSb3Se6 (TM=Cu, Ag)的四元化合物可用元素態粉末合成，其結構與天然的硫磺鹽類礦物AgPbSb3S6相同。CuPbSb3Se6與AgPbSb3Se6的晶胞常數分別為：(a) CuPbSb3Se6： a = 4.1604(17) Å，b = 13.846(7) Å，c = 19.972(11) Å，V = 1150.5(10) Å3，空間群為Cmc21的斜方晶系結構；(b) AgPbSb3Se6：a = 4.130(2) Å，b = 13.730(8) Å，c = 20.283(12) Å，V = 1150.0(12) Å3，空間群為P212121的斜方晶系結構；且CuPbSb3Se6與AgPbSb3S6均具有超結構型。AgPbSb3S6與AgPbSb3Se6在導電度的量測上，電阻值均會隨著溫度的上升而下降，導電度則是隨著溫度上升而緩慢的增加，由此可知AgPbSb3S6與AgPbSb3Se6均為半導體。 由SnSb2Se4系統所延伸的Sn(GaxSb1-x)2Se4系統中，成功地合成了一個新的四元六A族化合物，Sn3.042Ga0.625Sb1.333Se6，其晶體結構與Parise J. B.於1984年發表的Sn3Sb2S6結構相同，晶胞常數為斜方晶系a = 23.839(8) Å ，b = 36.077(13) Å，c = 4.1002(14) Å，V=3526(2) Å3，R1 / wR2/GOF= 0.0622 /0.1180/0.989，空間群為Pna21。本章節除了探討Ga在Sn3.042Ga0.625Sb1.333Se6合成過程中的重要性，及藉由理論模型的計算去討論Ga的摻雜在能帶上的影響之外，亦利用EXAFS X光吸收光譜與Seebeck係數的測量證明Ga的確成功摻雜於Sn3Sb2Se6的結構中，形成Sn3.042Ga0.625Sb1.333Se6的六A族化合物。