Simultaneous large enhancements in thermopower and electrical conductivity of bulk nanostructured half-Heusler alloys

Journal of the American Chemical Society

Volumn 133, Issue 46, 2011, Pages 18843-18852

  Makongo, Julien P A ^a,b   Misra, Dinesh K ^b   Zhou, Xiaoyuan ^a   Pant, Aditya ^b   Shabetai, Michael R ^b   Su, Xianli ^a,c   Uher, Ctirad ^a   Stokes, Kevin L ^b   Poudeu, Pierre F P ^a,b  

^a UNIVERSITY OF MICHIGAN   (United States)

^b UNIVERSITY OF NEW ORLEANS   (United States)

^c WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CARRIER SCATTERING; ELECTRICAL CONDUCTIVITY; ELECTRONIC TRANSPORT; HALF-HEUSLER; HALF-HEUSLER ALLOYS; HIGH TEMPERATURE; MATRIX; NANO-METER SCALE; NANO-STRUCTURED; NANO-STRUCTURING; POWER FACTORS; RISING TEMPERATURES; TEMPERATURE DEPENDENCE; THERMOELECTRICS;

CARRIER CONCENTRATION; CERIUM ALLOYS; CONCENTRATION (PROCESS); DROPS; ELECTRIC CONDUCTIVITY; ELECTRIC POWER FACTOR; NANOCOMPOSITES; NANOSTRUCTURES; TEMPERATURE DISTRIBUTION; THERMAL CONDUCTIVITY OF SOLIDS; THERMOELECTRIC POWER; TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY;

CARRIER MOBILITY;

ALLOY; NANOCOMPOSITE; NANOMATERIAL;

ARTICLE; ELECTRIC CONDUCTIVITY; HIGH TEMPERATURE; MATERIALS; NANOTECHNOLOGY; SYNTHESIS; TEMPERATURE DEPENDENCE; THERMAL CONDUCTIVITY; TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY; X RAY POWDER DIFFRACTION;

EID: 83055179364     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja206491j     Document Type: Article

References (48)

1. Vineis, C. J.; Shakouri, A.; Majumdar, A.; Kanatzidis, M. G. Adv. Mater. 2010, 22, 3970.
2. Hsu, K. F.; Loo, S.; Guo, F.; Chen, W.; Dyck, J. S.; Uher, C.; Hogan, T.; Polychroniadis, E. K.; Kanatzidis, M. G. Science 2004, 303, 818.
3. Heremans, J. P.; Jovovic, V.; Toberer, E. S.; Saramat, A.; Kurosaki, K.; Charoenphakdee, A.; Yamanaka, S.; Snyder, G. J. Science 2008, 321, 554.
4. Boukai, A. I.; Bunimovich, Y.; Tahir-Kheli, J.; Yu, J. K.; Goddard, W. A.; Heath, J. R. Nature 2008, 451, 168.
5. Poudeu, P. F. P.; D'Angelo, J.; Downey, A. D.; Short, J. L.; Hogan, T. P.; Kanatzidis, M. G. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 3835.
6. Androulakis, J.; Hsu, K. F.; Pcionek, R.; Kong, H.; Uher, C.; D'Angelo, J. J.; Downey, A.; Hogan, T.; Kanatzidis, M. G. Adv. Mater. 2006, 18, 1170.
7. Harman, T. C.; Taylor, P. J.; Walsh, M. P.; La Forge, B. E. Science 2002, 297, 2229.
8. Hochbaum, A. I.; Chen, R. K.; Delgado, R. D.; Liang, W. J.; Garnett, E. C.; Najarian, M.; Majumdar, A.; Yang, P. D. Nature 2008, 451, 163.
9. Poudel, B.; Hao, Q.; Ma, Y.; Lan, Y. C.; Minnich, A.; Yu, B.; Yan, X.; Wang, D. Z.; Muto, A.; Vashaee, D.; Chen, X. Y.; Liu, J. M.; Dresselhaus, M. S.; Chen, G.; Ren, Z. Science 2008, 320, 634.
10. Rhyee, J. S.; Lee, K. H.; Lee, S. M.; Cho, E.; Il Kim, S.; Lee, E.; Kwon, Y. S.; Shim, J. H.; Kotliar, G. Nature 2009, 459, 965.
11. Venkatasubramanian, R.; Siivola, E.; Colpitts, T.; O'Quinn, B. Nature 2001, 413, 597.
12. Hicks, L. D.; Dresselhaus, M. S. Phys. Rev. B 1993, 47, 12727.
13. Hicks, L. D.; Harman, T. C.; Dresselhaus, M. S. Appl. Phys. Lett. 1993, 63, 3230.
14. Wang, H.; Li, J. F.; Nan, C. W.; Zhou, M.; Liu, W. S.; Zhang, B. P.; Kita, T. Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 092104.
15. Poudeu, P. F. P.; Gueguen, A.; Wu, C. I.; Hogan, T.; Kanatzidis, M. G. Chem. Mater. 2010, 22, 1046.
16. Gueguen, A.; Poudeu, P. F. P.; Li, C. P.; Moses, S.; Uher, C.; He, J. Q.; Dravid, V.; Paraskevopoulos, K. A.; Kanatzidis, M. G. Chem. Mater. 2009, 21, 1683.
17. Androulakis, J.; Lin, C. H.; Kong, H. J.; Uher, C.; Wu, C. I.; Hogan, T.; Cook, B. A.; Caillat, T.; Paraskevopoulos, K. M.; Kanatzidis, M. G. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 9780.
18. Lan, Y. C.; Poudel, B.; Ma, Y.; Wang, D. Z.; Dresselhaus, M. S.; Chen, G.; Ren, Z. F. Nano Lett. 2009, 9, 1419.
19. Yan, X.; Joshi, G.; Liu, W.; Lan, Y.; Wang, H.; Lee, S.; Simonson, J. W.; Poon, S. J.; Tritt, T. M.; Chen, G.; Ren, Z. F. Nano Lett. 2011, 11, 556.
20. Li, H.; Tang, X.; Zhang, Q.; Uher, C. Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 102114.
21. Biswas, K.; He, J. Q.; Zhang, Q. C.; Wang, G. Y.; Uher, C.; Dravid, V. P.; Kanatzidis, M. G. Nat. Chem. 2011, 3, 160.
22. Caylor, J. C.; Coonley, K.; Stuart, J.; Colpitts, T.; Venkatasubramanian, R. Appl. Phys. Lett. 2005, 87, 023105.
23. Kanatzidis, M. G. Chem. Mater. 2010, 22, 648.
24. Sootsman, J. R.; Chung, D. Y.; Kanatzidis, M. G. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 8616.
25. Lan, Y. C.; Minnich, A. J.; Chen, G.; Ren, Z. F. Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 357.
26. Dresselhaus, M. S.; Chen, G.; Tang, M. Y.; Yang, R. G.; Lee, H.; Wang, D. Z.; Ren, Z. F.; Fleurial, J. P.; Gogna, P. Adv. Mater. 2007, 19, 1043.
27. Minnich, A. J.; Dresselhaus, M. S.; Ren, Z. F.; Chen, G. Energy Environ. Sci. 2009, 2, 466.
28. He, J. Q.; Sootsman, J. R.; Xu, L. Q.; Girard, S. N.; Zheng, J. C.; Kanatzidis, M. G.; Dravid, V. P. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 8786.
29. Johnsen, S.; He, J. Q.; Androulakis, J.; Dravid, V. P.; Todorov, I.; Chung, D. Y.; Kanatzidis, M. G. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 3460.
30. Mi, J. L.; Zhao, X. B.; Zhu, T. J.; Tu, J. P. Appl. Phys. Lett. 2007, 91, 172116.
31. Zide, J. M. O.; Vashaee, D.; Bian, Z. X.; Zeng, G.; Bowers, J. E.; Shakouri, A.; Gossard, A. C. Phys. Rev. B 2006, 74, 205335.
32. Sootsman, J. R.; Kong, H.; Uher, C.; D'Angelo, J. J.; Wu, C. I.; Hogan, T. P.; Caillat, T.; Kanatzidis, M. G. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 8618.
33. Culp, S. R.; Poon, S. J.; Hickman, N.; Tritt, T. M.; Blumm, J. Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 042106.
34. Culp, S. R.; Simonson, J. W.; Poon, S. J.; Ponnambalam, V.; Edwards, J.; Tritt, T. M. Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 022105.
35. Maji, P.; Takas, N. J.; Misra, D. K.; Gabrisch, H.; Stokes, K.; Poudeu, P. F. P. J. Solid State Chem. 2010, 183, 1120.
36. Sakurada, S.; Shutoh, N. Appl. Phys. Lett. 2005, 86, 082105.
37. Shen, Q.; Chen, L.; Goto, T.; Hirai, T.; Yang, J.; Meisner, G. P.; Uher, C. Appl. Phys. Lett. 2001, 79, 4165.
38. Yang, J.; Meisner, G. P.; Chen, L. Appl. Phys. Lett. 2004, 85, 1140.
39. Uher, C.; Yang, J.; Hu, S.; Morelli, D. T.; Meisner, G. P. Phys. Rev. B 1999, 8615.
40. Yu, C.; Zhu, T. J.; Shi, R. Z.; Zhang, Y.; Zhao, X. B.; He, J. Acta Mater. 2009, 57, 2757.
41. Chen, L. D.; Huang, X. Y.; Zhou, M.; Shi, X.; Zhang, W. B. J. Appl. Phys. 2006, 99, 064305/1.
42. Yu, C.; Zhu, T.-J.; Xiao, K.; Shen, J.-J.; Yang, S.-H.; Zhao, X.-B. J. Electron. Mater. 2010, 39, 2008.
43. Joshi, G.; Yan, X.; Wang, H.; Liu, W.; Chen, G.; Ren, Z. Adv. Energy Mater. 2011, 1, 643.
44. Takas, N. J.; Sahoo, P.; Misra, D.; Zhao, H. F.; Henderson, N. L.; Stokes, K.; Poudeu, P. F. P. J. Electron. Mater. 2011, 40, 662.
45. Makongo, J. P. A.; Misra, D. K.; Salvador, J. R.; Takas, N. J.; Wang, G.; Shabetai, M. R.; Pant, A.; Paudel, P.; Uher, C.; Stokes, K. L.; Poudeu, P. F. P. J. Solid State Chem. 2011, 184, 2948-2960.
46. Makongo, J. P. A.; Misra, D. K.; Salvador, J.; Takas, N.; Stokes, K.; Gabrisch, H.; Poudeu, P. F. P. Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 2010, 1267, DD05/11.
47. Faleev, S. V.; Leonard, F. Phys. Rev. B 2008, 77, 214304.
48. Uher, C.; Yang, J.; Meisner, G. P. In 18th International Conference on Thermoelectrics; IEEE: Piscataway, NJ, 1999; Vol. 99 TH8407, p 56.