Thermoelectric alloys between PbSe and PbS with effective thermal conductivity reduction and high figure of merit

Journal of Materials Chemistry A

Volumn 2, Issue 9, 2014, Pages 3169-3174

  Wang, Heng ^a   Wang, Jianli ^b   Cao, Xianlong ^c   Snyder, G Jeffrey ^a  

^a California Institute of Technology   (United States)

^b SOUTHEAST UNIVERSITY   (China)

^c CHONGQING UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ALLOY COMPOSITIONS; EFFECTIVE MASS; EFFECTIVE THERMAL CONDUCTIVITY; FIGURE OF MERITS; MOBILITY REDUCTION; THERMAL CONDUCTIVITY REDUCTIONS; THERMOELECTRIC ALLOYS; THERMOELECTRIC PERFORMANCE;

ALLOYING; THERMAL CONDUCTIVITY; THERMOELECTRICITY;

SEMICONDUCTING LEAD COMPOUNDS;

EID: 84893509264     PISSN: 20507488     EISSN: 20507496     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c3ta14929c     Document Type: Article

References (77)

1. L. E. Bell Science 2008 321 1457 1461
2. X. Shi J. Yang J. R. Salvador M. F. Chi J. Y. Cho H. Wang S. Q. Bai J. H. Yang W. Q. Zhang L. D. Chen J. Am. Chem. Soc. 2011 133 7837 7846
3. G. J. Snyder E. S. Toberer Nat. Mater. 2008 7 105 114
4. J. R. Sootsman D. Y. Chung M. G. Kanatzidis Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 2009 48 8616 8639
5. M. Zebarjadi K. Esfarjani M. S. Dresselhaus Z. F. Ren G. Chen Energy Environ. Sci. 2012 5 5147 5162
6. C. B. Vining J. Appl. Phys. 1991 69 331 341
7. J. P. Dismukes L. Ekstrom E. F. Steigmeier I. Kudman D. S. Beers J. Appl. Phys. 1964 35 2899 2907
8. D. M. Rowe V. S. Shukla N. Savvides Nature 1981 290 765 766
9. E. A. Skrabek and D. S. Trimmer, in CRC Handbook of Thermoelectrics, ed., D. M. Rowe, CRC Press, Boca Raton, 1995, pp. 267-275
10. E. M. Levin S. L. Bud'ko K. Schmidt-Rohr Adv. Funct. Mater. 2012 22 2766 2774
11. Y. Chen T. J. Zhu S. H. Yang S. N. Zhang W. Miao X. B. Zhao J. Electron. Mater. 2010 39 1719 1723
12. T. Zhu H. Gao Y. Chen X. Zhao J. Mater. Chem. A 10.1039/C3TA15147F
13. B. Abeles Phys. Rev. 1963 131 1906 1911
14. C. M. Bhandari D. M. Rowe J. Phys. D: Appl. Phys. 1977 10 L59 L61
15. A. V. Ioffe A. F. Ioffe Phys. Solid State 1960 2 719 728
16. P. E. Batson J. F. Morar Appl. Phys. Lett. 1991 59 3285 3287
17. F. Ben Zid A. Bhouri H. Mejri M. Said N. Bouarissa J. L. Lazzari F. A. d'Avitaya J. Derrien Physica B 2002 322 225 235
18. V. K. Zaitsev M. I. Fedorov E. A. Gurieva I. S. Eremin P. P. Konstantinov A. Y. Samunin M. V. Vedernikov Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2006 74 045207
19. W. Liu X. Tan K. Yin H. Liu X. Tang J. Shi Q. Zhang C. Uher Phys. Rev. Lett. 2012 108 166601
20. M. S. Park J.-H. Song J. E. Medvedeva M. Kim I. G. Kim A. J. Freeman Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2010 81 155211
21. F. Ren E. D. Case E. J. Timm H. J. Schock Philos. Mag. 2007 87 4907 4934
22. Y. Gelbstein Z. Dashevsky M. P. Dariel J. Appl. Phys. 2008 104 033702
23. E. S. Toberer C. A. Cox S. R. Brown T. Ikeda A. F. May S. M. Kauzlarich G. J. Snyder Adv. Funct. Mater. 2008 18 2795 2800
24. M. G. Kanatzidis Chem. Mater. 2010 22 648 659
25. A. D. LaLonde Y. Z. Pei H. Wang G. J. Snyder Mater. Today 2011 14 526 532
26. Y. Z. Pei H. Wang G. J. Snyder Adv. Mater. 2012 24 6125 6135
27. Y. Pei X. Shi A. LaLonde H. Wang L. Chen G. J. Snyder Nature 2011 473 66 69
28. Q. Zhang F. Cao W. Liu K. Lukas B. Yu S. Chen C. Opeil D. Broido G. Chen Z. Ren J. Am. Chem. Soc. 2012 134 10031 10038
29. Y. Z. Pei A. D. LaLonde N. A. Heinz X. Y. Shi S. Iwanaga H. Wang L. D. Chen G. J. Snyder Adv. Mater. 2011 23 5674 5678
30. Y. Pei A. D. LaLonde N. A. Heinz G. J. Snyder Adv. Energy Mater. 2012 2 670 675
31. M. Ohta K. Biswas S. H. Lo J. Q. He D. Y. Chung V. P. Dravid M. G. Kanatzidis Adv. Energy Mater. 2012 2 1117 1123
32. K. Biswas J. He I. D. Blum C. I. Wu T. P. Hogan D. N. Seidman V. P. Dravid M. G. Kanatzidis Nature 2012 489 414 418
33. K. Biswas J. Q. He G. Y. Wang S. H. Lo C. Uher V. P. Dravid M. G. Kanatzidis Energy Environ. Sci. 2011 4 4675 4684
34. L. D. Zhao H. J. Wu S. Q. Hao C. I. Wu X. Y. Zhou K. Biswas J. Q. He T. P. Hogan C. Uher C. Wolverton V. P. Dravid M. G. Kanatzidis Energy Environ. Sci. 2013 6 3346
35. M. K. Han X. Y. Zhou C. Uher S. J. Kim M. G. Kanatzidis Adv. Energy Mater. 2012 2 1218 1225
36. K. Ahn M. K. Han J. Q. He J. Androulakis S. Ballikaya C. Uher V. P. Dravid M. G. Kanatzidis J. Am. Chem. Soc. 2010 132 5227 5235
37. J. Androulakis I. Todorov J. He D. Y. Chung V. Dravid M. Kanatzidis J. Am. Chem. Soc. 2011 133 10920 10927
38. H. Wang Z. M. Gibbs Y. Takagiwa G. Snyder Energy Environ. Sci. 2014 10.1039/C3EE43438A
39. Y. Lee S.-H. Lo J. Androulakis C.-I. Wu L.-D. Zhao D.-Y. Chung T. P. Hogan V. P. Dravid M. G. Kanatzidis J. Am. Chem. Soc. 2013 135 5152 5160
40. L. D. Zhao S. Hao S. H. Lo C. I. Wu X. Zhou Y. Lee H. Li K. Biswas T. P. Hogan C. Uher C. Wolverton V. P. Dravid M. G. Kanatzidis J. Am. Chem. Soc. 2013 135 7364 7370
41. L. D. Zhao J. He S. Hao C. I. Wu T. P. Hogan C. Wolverton V. P. Dravid M. G. Kanatzidis J. Am. Chem. Soc. 2012 134 16327 16336
42. L. D. Zhao J. He C. I. Wu T. P. Hogan X. Zhou C. Uher V. P. Dravid M. G. Kanatzidis J. Am. Chem. Soc. 2012 134 7902 7912
43. X. Liu T. Zhu H. Wang L. Hu H. Xie G. Jiang G. J. Snyder X. Zhao Adv. Energy Mater. 2013 3 1238 1244
44. H. Xie H. Wang Y. Pei C. Fu X. Liu G. J. Snyder X. Zhao T. Zhu Adv. Funct. Mater. 2013 23 5123 5130
45. Z. Zhou C. Uher A. Jewell T. Caillat Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2005 71 235209
46. H. Wang A. D. LaLonde Y. Z. Pei G. J. Snyder Adv. Funct. Mater. 2013 23 1586 1596
47. J. L. Wang H. Wang G. J. Snyder X. Zhang Z. H. Ni Y. F. Chen J. Phys. D: Appl. Phys. 2013 46 405301
48. J. Q. He S. N. Girard M. G. Kanatzidis V. P. Dravid Adv. Funct. Mater. 2010 20 764 772
49. S. N. Girard J. Q. He X. Y. Zhou D. Shoemaker C. M. Jaworski C. Uher V. P. Dravid J. P. Heremans M. G. Kanatzidis J. Am. Chem. Soc. 2011 133 16588 16597
50. J. He J. Androulakis M. G. Kanatzidis V. P. Dravid Nano Lett. 2012 12 343 347
51. S. Johnsen J. Q. He J. Androulakis V. P. Dravid I. Todorov D. Y. Chung M. G. Kanatzidis J. Am. Chem. Soc. 2011 133 3460 3470
52. Y. I. Ravich, B. A. Efimova and I. A. Smirnov, Semiconducting lead chalcogenides, Plenum Press, New York, 1970
53. H. Wang E. Schechtel Y. Pei G. J. Snyder Adv. Energy Mater. 2013 3 488 495
54. H. Wang Y. Pei A. D. LaLonde G. J. Snyder Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2012 109 9705 9709
55. V. S. Gaidukova R. S. Erofeev V. N. Ovechkina Inorg. Mater. 1981 17 169 172
56. I. Vurgaftman J. R. Meyer L. R. Ram-Mohan J. Appl. Phys. 2001 89 5815
57. T. S. Stavitskaya, DSc dissertation, A. F. Ioffe Physical-Technical Institute, 1968
58. P. G. Klemens Proc. Phy. Soc. London Sect A 1955 68 1113 1128
59. P. G. Klemens Phys. Rev. 1960 119 507 509
60. V. K. Zaitsev E. N. Tkalenko E. N. Nikitin Sov. Phy. Solid State 1969 11 221 224
61. G. T. Alekseeva B. A. Efimova L. M. Ostrovskaya O. S. Serebryannikova M. I. Tsypin Sov. Phy. Semicond. 1971 4 1122 1125
62. J. D. Eshelby Acta Metall. 1955 3 487 490
63. O. L. Anderson J. E. Nafe J. Geophys. Res. 1965 70 3951 3963
64. D. L. Anderson O. L. Anderson J. Geophys. Res. 1970 75 3494 3500
65. L. Makowski M. Glicksman J. Phys. Chem. Solids 1973 34 487 492
66. F. Herman, M. Glicksman and R. H. Parmenter, in Progress in semiconductors, ed., A. F. Gibson, R. E. Burgess, and, P. Aigrain, John Wiley&Sons, INC, New York, 1957, vol. 2, pp. 3-33
67. L. Nordheim Ann. Phys. 1931 9 607 640
68. J. W. Harrison J. R. Hauser Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1976 13 5347 5350
69. J. J. Tietjen L. R. Weisberg Appl. Phys. Lett. 1965 7 261 263
70. C. Herring E. Vogt Phys. Rev. 1956 101 944
71. J. R. Hauser M. A. Littlejohn T. H. Glisson Appl. Phys. Lett. 1976 28 458 461
72. S. R. Mehrotra A. Paul G. Klimeck Appl. Phys. Lett. 2011 98 173503
73. S.-H. Wei A. Zunger Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1997 55 13605 13610
74. A. D. LaLonde T. Ikeda G. J. Snyder Rev. Sci. Instrum. 2011 82 025104
75. K. A. Borup E. S. Toberer L. D. Zoltan G. Nakatsukasa M. Errico J. P. Fleurial B. B. Iversen G. J. Snyder Rev. Sci. Instrum. 2012 83 123902
76. S. Iwanaga E. S. Toberer A. Lalonde G. J. Snyder Rev. Sci. Instrum. 2011 82 063905
77. R. Blachnik R. Igel Z. Naturforsch., B: Chem. Sci. 1974 B 29 625 629