Large thermoelectric power factor in Pr-doped SrTiO3-δ ceramics via grain-boundary-induced mobility enhancement

Chemistry of Materials

Volumn 26, Issue 7, 2014, Pages 2478-2485

  Mehdizadeh Dehkordi, Arash ^a   Bhattacharya, Sriparna ^b   Darroudi, Taghi ^b   Graff, Jennifer W ^a   Schwingenschlögl, Udo ^c   Alshareef, Husam N ^c   Tritt, Terry M ^a,b  

^a Clemson University   (United States)

^b CLEMSON UNIVERSITY   (United States)

^c KING ABDULLAH UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY   (Saudi Arabia)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

GRAIN BOUNDARIES; THERMOELECTRIC POWER;

ELECTRONIC TRANSPORT; MOBILITY ENHANCEMENT; OTHER PROPERTIES; POLYCRYSTALLINE; SRTIO; SYNTHESIS STRATEGY; THERMOELECTRIC POWER FACTORS; THERMOELECTRICS;

CERAMIC MATERIALS;

EID: 84897983363     PISSN: 08974756     EISSN: 15205002     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cm4040853     Document Type: Article

References (71)

1. Schooley, J. F.; Hosler, W. R.; Cohen, M. L. Phys. Rev. Lett. 1964, 12, 474
2. Muller, K. A.; Burkard, H. Phys. Rev. B 1979, 19, 3593
3. Ang, C.; Yu, Z. Appl. Phys. Lett. 2007, 90, 202903
4. Liu, C.; Liu, P.; Zhou, J.; He, Y.; Su, L.; Cao, L.; Zhang, H. J. Appl. Phys. 2010, 107, 094108
5. Haeni, J. H.; Irvin, P.; Chang, W.; Uecker, R.; Reiche, P.; Li, Y. L.; Choudhury, S.; Tian, W.; Hawley, M. E.; Craigo, B.; Tagantsev, A. E.; Pan, X. Q.; Streiffer, S. K.; Chen, L. Q.; Kirchoefer, S. W.; Levy, J.; Scholm, D. G. Nature 2004, 430, 758
6. Kan, D.; Terashima, T.; Kanda, R.; Masuno, A.; Tanaka, K.; Chu, S.; Kan, H.; Ishizumi, A.; Kanemitsu, Y.; Shimakawa, Y.; Takano, M. Nat. Mater. 2005, 4, 816
7. Okamoto, S.; Kobayashi, H.; Yamamoto, H. J. Appl. Phys. 1999, 86, 5594
8. Fagg, D. P.; Kharton, V. V.; Kovalevsky, A. V.; Viskup, A. P.; Naumovich, E. N.; Frade, J. R. J. Eur. Ceram. Soc. 2001, 21, 1831
9. Marina, O. A.; Canfield, N. L.; Stevenson, J. W. Solid State Ionics 2002, 149, 21
10. Szot, K.; Speier, W.; Bihlmayer, G.; Waser, R. Nat. Mater. 2006, 5, 312
11. Janousch, M.; Meijer, G. I.; Staub, U.; Delly, B.; Karg, S. F.; Anderson, B. P. Adv. Mater. 2007, 19, 2232
12. Ohtomo, A.; Hwang, H. Y. Nature 2004, 427, 423
13. Ohta, H.; Mizuno, T.; Zheng, S.; Kato, T.; Ikuhara, Y.; Abe, K.; Kumomi, H.; Nomura, K.; Hosono, H. Adv. Mater. 2012, 24, 740
14. Okuda, T.; Nakanishi, K.; Miyasaka, S.; Tokura, Y. Phys. Rev. B 2001, 63, 113104
15. Terasaki, I.; Sasago, Y.; Uchinakora, K. Phys. Rev. B 1997, 56, 12685
16. Lee, M.; Viciu, L.; Li, L.; Wang, Y.; Foo, M. L.; Watauchi, S.; Pascal, R. A., Jr; Cava, R. J.; Ong, N. P. Nat. Mater. 2006, 5, 537
17. Van Nong, N.; Pryds, N.; Linderoth, S.; Ohtaki, M. Adv. Mater. 2001, 23, 2484
18. Saeed, Y.; Singh, N.; Schwingenschlögl, U. Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 2792
19. Lan, J.-L.; Liu, Y.-C.; Zhan, B.; Lin, Y.-H.; Zhang, B.; Yuan, X.; Zhang, W.; Xu, W.; Nan, C.-W. Adv. Mater. 2013, 25, 5086
20. Lan, J.; Lin, Y.; Fang, H.; Mei, A.; Nan, C.; Liu, Y.; Xu, S.; Peters, M. J. Am. Ceram. Soc. 2010, 93, 2121-2124
21. Ohtaki, M.; Araki, K.; Yamamoto, K. J. Electron. Mater. 2009, 38, 1234
22. Lee, S.; Wilke, R. H. T.; Trolier-McKinstry, S.; Zhang, S.; Randall, C. A. Appl. Phys. Lett. 2010, 96, 031910
23. Lee, S.; Bocka, J. A.; Trolier-McKinstry, S.; Randall, C. A. J. Eur. Ceram. Soc. 2012, 32, 3971
24. Mattheiss, L. F. Phys. Rev. B 1972, 6, 4718
25. Ahrens, M.; Merkle, R.; Rahmati, B.; Maier, J. Physica B 2007, 393, 239
26. Ravichandran, J.; Siemons, W.; Scullin, M. L.; Mukerjee, S.; Huijben, M.; Moore, J. E.; Majumdar, A.; Ramesh, R. Phys. Rev. B 2001, 83, 035101
27. Tufte, O. N.; Chapman, P. W. Phys. Rev. 1967, 155, 796
28. Ohta, H.; Kim, S.; Mune, Y.; Mizoguchi, T.; Nomura, K.; Ohta, S.; Nomura, T.; Nananishi, Y.; Ikuhara, Y.; Hirano, M.; Hosono, H.; Koumoto, K. Nat. Mater. 2007, 6, 129
29. Ohta, S.; Nomura, T.; Ohta, H.; Koumoto, K. J. Appl. Phys. 2005, 97, 034106
30. Muta, H.; Kurosaki, K.; Yamanaka, S. J. Alloys Compd. 2003, 350, 292
31. Obara, H.; Yamamoto, A.; Lee, C.; Kobayashi, K.; Matsumoto, A.; Funahashi, R. Jpn. J. Appl. Phys. 2004, 43, L540
32. Ito, M.; Matsuda, T. J. Alloys Compd. 2009, 477, 473
33. Kikuchi, A.; Okinaka, O.; Akiyama, T. Scr. Mater. 2010, 63, 407
34. Shang, P.; Zhang, B.; Li, J.; Ma, N. Solid State Sci. 2010, 12, 1341
35. Okinaka, L.; Zhang, L.; Akiyama, T. ISIJ Int. 2010, 50, 1300
36. Shang, P.; Zhang, B.; Liu, Y.; Li, J.; Zhu, H. J. Electron. Mater. 2011, 40, 926
37. Wang, Y.; Fan, H. Scr. Mater. 2011, 65, 190
38. Wang, H. C.; Wang, C. L.; Su, W. B.; Liu, J.; Zhao, Y.; Peng, H.; Zhang, J. L.; Zhao, M. L.; Li, J. C.; Yin, N.; Mei, L. M. Mater. Res. Bull. 2010, 45, 809
39. Wang, H. C.; Wang, C. L.; Su, W. B.; Liu, J.; Sun, Y.; Peng, H.; Mei, L. M. J. Am. Ceram. Soc. 2001, 94, 838
40. Sun, Y.; Wang, C. L.; Wang, H. C.; Peng, H.; Guo, F. Q.; Su, W. B.; Liu, J.; Li, J. C.; Mei, L. M. J. Mater. Sci. 2011, 46, 5278
41. Tinh, N. T.; Tsuji, T. In Physics and Engineering of New Materials; Cat, D. T.; Pucci, A.; Wandelt, K., Ed.; Springer Proceedings in Physics; Springer-Verlag Heidelberg: Berlin, 2009; Vol. 127, p 209.
42. Wang, H. C.; Wang, C. L.; Su, W. B.; Liu, J.; Peng, H.; Zhang, J. L.; Zhao, M. L.; Li, J. C.; Yin, N.; Mei, L. M. J. Alloys Compd. 2009, 486, 693
43. Cui, Y.; He, J.; Amow, G.; Kleinke, H. Dalton Trans. 2010, 39, 1031
44. Wang, Y.; Hyoung Lee, K.; Ohta, H.; Koumoto, K. J. Appl. Phys. 2009, 105, 103701
45. Koumoto, K.; Wang, Y.; Zhang, R.; Kosuga, A.; Funahashi, R. Annu. Rev. Mater. Res. 2010, 40, 363-94
46. Siemons, W.; McGuire, M. A.; Cooper, V. R.; Biegalski, M. D.; Ivanov, I. N.; Jellison, G. E.; Boatner, L. A.; Sales, B. C.; Christen, H. M. Adv. Mater. 2012, 24, 3965
47. Kozuka, Y.; Kim, M.; Ohta, H.; Hikita, Y.; Bell, C.; Hwang, H. Y. Appl. Phys. Lett. 2010, 97, 222115
48. Jalan, B.; Allen, S. J.; Beltz, G. E.; Moetakef, P.; Stemmer, S. Appl. Phys. Lett. 2011, 98, 132102
49. Zhang, J.; Von Dreele, R. B.; Eyring, L. J. Solid State Chem. 1995, 118, 141
50. Shannon, R. D. Acta Crystallogr. 1976, A32, 751
51. Lawless, W. N. Ferroelectrics 1977, 15, 61
52. Lawless, W. N. Phys. Rev. B 1978, 7, 1458
53. Frederikse, H. P. R.; Thurber, W. R.; Hosler, W. R. Phys. Rev. 1964, 134, A442
54. Lee, C.; Yahia, J.; Brebner, J. L. Phys. Rev. B 1971, 3, 2525
55. Uematsu, K.; Sakurai, O.; Mizutani, N.; Kato, M. J. Mater. Sci. 1984, 19, 3671
56. Moos, R.; Hardtl, K. H. J. Appl. Phys. 1996, 80, 393
57. Bergman, D. J.; Fel, D. J. J. Appl. Phys. 1999, 85, 8205
58. Ioffe, A. F. Semiconductor Thermoelements and Thermoelectric Cooling; Infosearch Ltd.: London, 1957; p 155.
59. Ravich, Y. I.; Efimova, B. A.; Smirnov, I. A. In Semiconducting Lead Chalcogenides; Stil'bans, L. S., Ed.; Plenum: New York, 1970; Vol. 5.
60. Cutler, M.; Leavy, J. F.; Fitzpatrick, R. L. Phys. Rev. 1964, 133, A1143
61. Mehdizadeh Dehkordi, A.; Bhattacharya, S.; Alshareef, H. N.; Tritt, T. M. Unpublished.
62. Mehdizadeh Dehkordi, A.; Bhattacharya, S.; Alshareef, H. N.; Tritt, T. M. Unpublished.
63. Ohta, S.; Ohta, H.; Koumoto, K. J. Ceram. Soc. Jpn. 2006, 114, 102
64. Perluzzo, G.; Destry, J. Can. J. Phys. 1978, 56, 453
65. Moos, R.; Mcnesklou, W.; Hardtl, K. H. Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process. 1995, 61, 389
66. Yamada, H.; Miller, G. R. J. Solid State Chem. 1973, 6, 169
67. Gerthsen, P.; Hardtl, K. H.; Csillag, A. Phys. Status Solidi A 1972, 13, 127
68. Fukuyado, J.; Nariki, K.; Akaki, M.; Kuwaharayo, H.; Okuda, T. Phys. Rev. B 2012, 85, 075112
69. Baniecki, J. D.; Ishii, M.; Aso, H.; Kurihara, K.; Ricinschi, D. J. Appl. Phys. 2013, 113, 013701
70. Spinelli, A.; Torija, M. A.; Liu, C.; Jan, C.; Leighton, C. Phys. Rev. B 2010, 81, 155110
71. Pope, A. L.; Littleton, R. T., IV; Tritt, T. M. Rev. Sci. Instrum. 2001, 72, 3129