Analysis of phase separation in high performance PbTe-PbS thermoelectric materials

Advanced Functional Materials

Volumn 23, Issue 6, 2013, Pages 747-757

  Girard, Steven N ^a   Schmidt Rohr, Klaus ^b   Chasapis, Thomas C ^a   Hatzikraniotis, Euripides ^d   Njegic, B ^c   Levin, E M ^c   Rawal, A ^c   Paraskevopoulos, Konstantinos M ^d   Kanatzidis, Mercouri G ^a,e  

^a NORTHWESTERN UNIVERSITY   (United States)

^b IOWA STATE UNIVERSITY   (United States)

^c IOWA STATE UNIVERSITY   (United States)

^d ARISTOTLE UNIVERSITY OF THESSALONIKI   (Greece)

^e ARGONNE NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

nanostructures; nucleation; phase separation; spinodal decomposition; thermoelectricity

Indexed keywords

CHEMICAL CHARACTERIZATION; ELEVATED TEMPERATURE; HIGH CONCENTRATION; HIGH RESOLUTION; INFRARED REFLECTIVITY; IR ANALYSIS; LATTICE THERMAL CONDUCTIVITY; MATERIAL SYSTEMS; METASTABLE SOLID SOLUTION; MICROSTRUCTURAL ANALYSIS; NANO-METER SCALE; NANO-PHASE; NANO-STRUCTURED; NANOSTRUCTURED COMPOSITES; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE(NMR); PBTE; POST ANNEALING; SITU POWDERS; SYNCHROTRON POWDER X-RAY DIFFRACTIONS; SYNCHROTRON X RAY DIFFRACTION; THERMO-ELECTRIC MATERIALS; THERMOELECTRIC ALLOYS; TOPDOWN; VEGARD'S LAW;

ALLOYS; CRYSTAL LATTICES; NANOSTRUCTURES; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; NUCLEATION; SOLID SOLUTIONS; SPINODAL DECOMPOSITION; SYNCHROTRON RADIATION; THERMOELECTRIC EQUIPMENT; THERMOELECTRICITY; X RAY DIFFRACTION;

PHASE SEPARATION;

EID: 84873650171     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201201944     Document Type: Article

References (53)

1. M. G. Kanatzidis, Chem. Mater. 2009, 22, 648.
2. G. J. Snyder, E. S. Toberer, Nat. Mater. 2008, 7, 105.
3. C. J. Vineis, A. Shakouri, A. Majumdar, M. G. Kanatzidis, Adv. Mater. 2010, 22, 3970.
4. J. R. Sootsman, D. Y. Chung, M. G. Kanatzidis, Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 8616.
5. J. R. Szczech, J. M. Higgins, S. Jin, J. Mater. Chem. 2011, 21, 4037.
6. S.-M. Lee, D. G. Cahill, R. Venkatasubramanian, Appl. Phys. Lett. 1997, 70, 2957.
7. R. Venkatasubramanian, E. Siivola, T. Colpitts, B. O'Quinn, Nature 2001, 413, 597.
8. A. I. Hochbaum, R. Chen, R. D. Delgado, W. Liang, E. C. Garnett, M. Najarian, A. Majumdar, P. Yang, Nature 2008, 451, 163.
9. D. Li, Y. Wu, R. Fan, P. Yang, A. Majumdar, Appl. Phys. Lett. 2003, 83, 3186.
10. K. F. Hsu, S. Loo, F. Guo, W. Chen, J. S. Dyck, C. Uher, T. Hogan, E. K. Polychroniadis, M. C. Kanatzidis, Science 2004, 303, 818.
11. T. Ikeda, V. A. Ravi, G. J. Snyder, Acta Mater. 2009, 57, 666.
12. J. D. Sugar, D. L. Medlin, J. Alloys Compd. 2009, 478, 75.
13. Y. Pei, J. Lensch-Falk, E. S. Toberer, D. L. Medlin, G. J. Snyder, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 241.
14. Y. Gelbstein, O. Ben-Yehuda, E. Pinhas, T. Edrei, Y. Sadia, Z. Dashevsky, M. Dariel, J. Electron. Mater. 2009, 38, 1478.
15. S. Gorsse, P. Bauer Pereira, R. Decourt, E. Sellier, Chem. Mater. 2009, 22, 988.
16. J. Androulakis, C.-H. Lin, H.-J. Kong, C. Uher, C.-I. Wu, T. Hogan, B. A. Cook, T. Caillat, K. M. Paraskevopoulos, M. G. Kanatzidis, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 9780.
17. J. R. Sootsman, J. He, V. P. Dravid, C.-P. Li, C. Uher, M. G. Kanatzidis, J. Appl. Phys. 2009, 105, 083718.
18. J. R. Sootsman, J. He, V. P. Dravid, S. Ballikaya, D. Vermeulen, C. Uher, M. G. Kanatzidis, Chem. Mater. 2009, 22, 869.
19. T. Ikeda, E. S. Toberer, V. A. Ravi, G. Jeffrey Snyder, S. Aoyagi, E. Nishibori, M. Sakata, Scripta Mater. 2009, 60, 321.
20. H. J. Wu, S. W. Chen, T. Ikeda, G. J. Snyder, Acta Mater. 2012, 60, 1129.
21. J. R. Sootsman, R. J. Pcionek, H. Kong, C. Uher, M. G. Kanatzidis, Chem. Mater. 2006, 18, 4993.
22. J. R. Sootsman, H. Kong, C. Uher, J. J. D'Angelo, C. I. Wu, T. P. Hogan, T. Caillat, M. G. Kanatzidis, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 8618.
23. S. N. Girard, J. He, C. Li, S. Moses, G. Wang, C. Uher, V. P. Dravid, M. G. Kanatzidis, Nano Lett. 2010, 10, 2825.
24. S. N. Girard, J. He, X. Zhou, D. Shoemaker, C. M. Jaworski, C. Uher, V. P. Dravid, J. P. Heremans, M. G. Kanatzidis, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 16588.
25. M. S. Darrow, W. B. White, R. Roy, Trans. Metall. Soc. AIME 1966, 236, 654.
26. M. S. Darrow, W. B. White, R. Roy, Mater. Sci. Eng. 1969, 3, 289.
27. A. Volykhov, L. Yashina, V. Shtanov, Inorg. Mater. 2006, 42, 596.
28. A. Volykhov, L. Yashina, M. Tamm, A. Ryzhenkov, Inorg. Mater. 2009, 45, 968.
29. V. Leute, N. Volkmer, Z. Phys. Chem 1985, 144, 145.
30. J. D. Gunton, M. Droz, Introduction to the Theory of Metastable and Unstable States, Vol. 183, Springer-Verlag, Berlin 1983.
31. T. Ikeda, L. A. Collins, V. A. Ravi, F. S. Gascoin, S. M. Haile, G. J. Snyder, Chem. Mater. 2007, 19, 763.
32. T. Ikeda, N. J. Marolf, K. Bergum, M. B. Toussaint, N. A. Heinz, V. A. Ravi, G. Jeffrey Snyder, Acta Mater. 2011, 59, 2679.
33. E. Quarez, K. F. Hsu, R. Pcionek, N. Frangis, E. K. Polychroniadis, M. G. Kanatzidis, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 9177.
34. J. He, S. N. Girard, M. G. Kanatzidis, V. P. Dravid, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 764.
35. E. M. Levin, B. A. Cook, K. Ahn, M. G. Kanatzidis, K. Schmidt-Rohr, Phys. Rev. B 2009, 80, 115211.
36. C. M. Jaworski, J. Tobola, E. M. Levin, K. Schmidt-Rohr, J. P. Heremans, Phys. Rev. B 2009, 80, 125208.
37. M. N. Alexander, P. L. Sagalyn, S. D. Senturia, C. R. Hewes, J. Nonmet. 1973, 1, 251.
38. M. D. Nielsen, E. M. Levin, C. M. Jaworski, K. Schmidt-Rohr, J. P. Heremans, Phys. Rev. B 2012, 85, 045210.
39. K. Beshah, D. Zamir, P. Becla, P. A. Wolff, R. G. Griffin, Phys. Rev. B 1987, 36, 6420.
40. H. Lin, E. S. Bozcaronin, S. J. L. Billinge, J. Androulakis, C. D. Malliakas, C. H. Lin, M. G. Kanatzidis, Phys. Rev. B 2009, 80, 045204.
41. S. D. Senturia, A. C. Smith, C. R. Hewes, J. A. Hofmann, P. L. Sagalyn, Phys. Rev. B 1970, 1, 4045.
42. J. M. Miljkovic̈, N. Romčevic̈, Z. V. Popovic, W. Köunig, V. N. Nikiforov, Phys. Status Solidi B 1996, 193, 43.
43. F. Gervais, Mater. Sci. Eng., R 2002, 39, 29.
44. G. A. Niklasson, C. G. Granqvist, O. Hunderi, Appl. Opt. 1981, 20, 26.
45. S. A. FitzGerald, T. W. Noh, A. J. Sievers, L. A. Xue, Y. Tzou, Phys. Rev. B 1990, 42, 5469.
46. N. Romčevic̈, J. Trajic̈, M. Romčevic̈, A. Golubovic̈, S. Nikolic̈, V. N. Nikiforov, J. Alloys Compd. 2005, 387, 24.
47. L. Genzel, T. P. Martin, C. H. Perry, Phys. Status Solidi B 1974, 62, 83.
48. Y. Pei, X. Shi, A. LaLonde, H. Wang, L. Chen, G. J. Snyder, Nature 2011, 473, 66.
49. H. Wang, Y. Pei, A. D. LaLonde, G. J. Snyder, Adv. Mater. 2011, 23, 1366.
50. Y. Pei, A. LaLonde, S. Iwanaga, G. J. Snyder, Energy Environ. Sci. 2011.
51. P. L. Lee, D. Shu, M. Ramanathan, C. Preissner, J. Wang, M. A. Beno, R. B. Von Dreele, L. Ribaud, C. Kurtz, S. M. Antao, X. Jiao, B. H. Toby, J. Synchrotron Radiat. 2008, 15, 427.
52. J. Wang, B. H. Toby, P. L. Lee, L. Ribaud, S. M. Antao, C. Kurtz, M. Ramanathan, R. B. V. Dreele, M. A. Beno, Rev. Sci. Instrum. 2008, 79, 085105.
53. S. J. Clark, M. D. Segall, C. J. Pickard, P. J. Hasnip, M. I. J. Probert, K. Refson, M. C. Payne, Z. Kristallogr. 2005, 220, 567.