Structure and thermoelectric properties of bismuth telluride—Carbon composites - Publikacja - MOST Wiedzy

Twoje konto

zaloguj

Wyszukiwarka

Structure and thermoelectric properties of bismuth telluride—Carbon composites

Abstrakt

Carbon nanotubes and amorphous carbon have been introduced into a bismuth telluride matrix (0.15 and 0.30 wt.% ratio) to investigate the influence of the carbon on the composite’s thermoelectric properties. Composites with well-dispersed additives have been obtained by sonication and ball-milling methodology. Carbon nanotubes and an amorphous carbon addition led to a decrease in electric conductivity from 1120 S/cm to 77 S/cm. The absolute value of the Seebeck coefficient was found to be reduced, changing from −113 μV/K +2 μV/K, this is attributed to electron trapping by an amorphous carbon. For all investigated composites the phonon contribution of the thermal conductivity increased in comparison with a specimen without carbon additives.

Cytowania

  • 1 4

    CrossRef

  • 0

    Web of Science

  • 1 4

    Scopus

Autorzy (6)

Cytuj jako

Pełna treść

pobierz publikację
pobrano 342 razy
Wersja publikacji
Accepted albo Published Version
Licencja
Creative Commons: CC-BY-NC-ND otwiera się w nowej karcie

Słowa kluczowe

Informacje szczegółowe

Kategoria:
Publikacja w czasopiśmie
Typ:
artykuł w czasopiśmie wyróżnionym w JCR
Opublikowano w:
MATERIALS RESEARCH BULLETIN nr 99, strony 10 - 17,
ISSN: 0025-5408
Język:
angielski
Rok wydania:
2018
Opis bibliograficzny:
Trawiński B. J., Bochentyn B., Gostkowska N., Łapiński M. S., Miruszewski T., Kusz B.: Structure and thermoelectric properties of bismuth telluride—Carbon composites// MATERIALS RESEARCH BULLETIN. -Vol. 99, (2018), s.10-17
DOI:
Cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego (otwiera się w nowej karcie) 10.1016/j.materresbull.2017.10.043
Bibliografia: test
  1. Marisol Martín-González, O. Caballero-Calero, P. Díaz-Chao, Nanoengineering thermoelectrics for 21st century: Energy harvesting and other trends in the field, Renew. Sust. Energ. Rev., Vol. 24, 2013, p. 288-305, doi: 10.1016/j.rser.2013.03.008. otwiera się w nowej karcie
  2. Anas I. Abutaha, S. R. Sarath Kumar, Kun Li, Arash M. Dehkordi, Terry M. Tritt, Husam N.
  3. Alshareef, Enhanced Thermoelectric Figure-of-Merit in Thermally Robust, Nanostructured Superlattices Based on SrTiO 3 , Chem. Mater., Vol. 27, Issue 6, 2015, p. 2165-2171, doi:10.1021/acs.chemmater.5b00144. otwiera się w nowej karcie
  4. Genqiang Zhang, Benjamin Kirk, Luis A. Jauregui, Haoran Yang, Xianfan Xu, Yong P. Chen, Yue Wu, Rational Synthesis of Ultrathin n-Type Bi 2 Te 3 Nanowires with Enhanced Thermoelectric Properties, Nano Lett., Vol. 12, Issue 1, 2012, p. 56-60, doi:10.1021/nl202935k. otwiera się w nowej karcie
  5. N. W. Gothard, T. M. Tritt, J. E. Spowart, J. Appl. Phys., Vol. 110, Issue 2, 2011, 023706, doi:10.1063/1.3606547. otwiera się w nowej karcie
  6. N. Gothard, J. E. Spowart, T. M. Tritt, Thermal conductivity reduction in fullerene-enriched p- type bismuth telluride composites, Phys. Status Solidi, Vol. 207, Issue 1, 2010, p. 157-162, doi:10.1002/pssa.200925145. otwiera się w nowej karcie
  7. V. A. Kulbachinskii, V. G. Kytin, M.Yu. Popov, S. G. Buga, P. B. Stepanov, V. D. Blank, Composites of Bi 2-x Sb x Te 3 nanocrystals and fullerene molecules for thermoelectricity, J. Solid State Chem., Vol. 193, 2012, 64-70, doi:10.1016/j.jssc.2012.03.065. otwiera się w nowej karcie
  8. N. Gothard, G. Wilks, T. M. Tritt, J. E. Spowart, Effect of Processing Route on the Microstructure and Thermoelectric Properties of Bismuth Telluride-Based Alloys, J. Electron. Mater., Vol. 39, Issue 9, 2010, p. 1909, 1913, doi:10.1007/s11664-009-1051-5. otwiera się w nowej karcie
  9. V. D. Blank, S. G. Buga, V. A. Kulbachinskii, V. G. Kytin, V. V. Medvedev, M. Yu. Popov, P.
  10. B. Stepanov, V. F. Skok, Thermoelectric properties of Bi 0.5 Sb 1.5 Te 3 /C 60 nanocomposites, Phys. Rev. B, Vol. 86, Issue 7, 2012, 075426, doi:10.1103/PhysRevB.86.075426. otwiera się w nowej karcie
  11. Zhou Wang, Aravindkumar Vemishetti, John Idoko Ejembi, Guodong Wei, Boliang Zhang, Li Wang, Li Wang, Yi Zhang, Shengmin Guo, Jia Luo, Corin Chepko, Qilin Dai, Jin Ke, Tang, Guang-Lin Zha., High thermoelectric performance of fullerene doped Bi 0.5 Sb 1.5 Te 3 alloys, Mater. Sci. Eng. B, Vol. 205, 2016, p. 36-39, doi:10.1016/j.mseb.2015.12.001. otwiera się w nowej karcie
  12. X. Shi, L. Chen, J. Yang, G. P. Meisner, Enhanced thermoelectric figure of merit of CoSb 3 via large-defect scattering, Appl. Phys. Lett., Vol. 84, Issue 13, 2004, p. 2301-2303, doi:10.1063/1.1687997. otwiera się w nowej karcie
  13. X. Shi, L. D. Chen, S. Q. Bai, X. Y. Huang, X. Y. Zhao, Q. Yao, C. Uher, Influence of fullerene dispersion on high temperature thermoelectric properties of Ba y Co 4 Sb 12 -based composites, J. Appl. Phys., Vol. 110, Issue 2, 103709, doi:10.1063/1.2811936. otwiera się w nowej karcie
  14. B. A. Cook, J. L. Harringa, S. Loughin, Fullerite additions as a phonon scattering mechanism in p-type Si-20 at.% Ge, Mater. Sci. Eng. B, Vol. 41, Issue 2, 1996, p. 280-288, doi:10.1016/S0921-5107(96)01665-0. otwiera się w nowej karcie
  15. Nagaraj Nandihalli, Ali Lahwal, Daniel Thompson, Tim C. Holgate, Terry M. Tritt, Véronique Dassylva-Raymond, László I. Kiss, Elisabeth Sellier, Stéphane Gorsse, Holger Kleinke, Thermoelectric properties of composites made of Ni 0.05 Mo 3 Sb 5.4 Te 1.6 and fullerene, J. Solid State Chem., Vol. 203, 2013, p. 25-30, doi:10.1016/j.jssc.2013.03.061. otwiera się w nowej karcie
  16. Kyung Tae Kim, Si Young Choi, Eun Hye Shin, Kyong Seok Moon, Hye Young Koo, Gil- Geun Lee, Gook Hyun Ha, The influence of CNT on the thermoelectric properties of a CNT/Bi 2 Te 3 composite, Carbon, Vol. 52, 2013, p. 541-549, doi:10.1016/j.carbon.2012.10.008. otwiera się w nowej karcie
  17. Hyunwoo Bark, Jin-Sang Kim, Heesuk Kim, Ju-Hyuk Yim, Hyunjung Lee, Effect of multiwalled carbon nanotubes on the thermoelectric properties of a bismuth telluride matrix, Curr. Appl. Phys., Vol. 13, 2013, p. S111-S114, doi:10.1016/j.cap.2013.01.019. otwiera się w nowej karcie
  18. Guodong Tang, Wenchao Yang, Jianfeng Wen, Zhuangchun Wu, Cang Fan, Zhihe Wang, Ultralow thermal conductivity and thermoelectric properties of carbon nanotubes doped Ca 3 Co 4 O 9+δ , Ceram. Int., Vol. 41, Issue 1, Part B, 2015, p. 961-965, doi:10.1016/j.ceramint.2014.09.015. otwiera się w nowej karcie
  19. Quentin Lognoné, Franck Gascoin, On the effect of carbon nanotubes on the thermoelectric properties of n-Bi 2 Te 2.4 Se 0.6 made by mechanical alloying, J. Alloy. Compd., Vol. 635, 2015, p. 107-111, doi:10.1016/j.jallcom.2015.02.055. otwiera się w nowej karcie
  20. Nagaraj Nandihalli, Stéphane Gorsse, Holger Kleinke, Effects of additions of carbon nanotubes on the thermoelectric properties of Ni 0.05 Mo 3 Sb 5.4 Te 1.6 , J. Solid State Chem., Vol. 226, 2015, p. 164-169, doi:10.1016/j.jssc.2015.02.016. otwiera się w nowej karcie
  21. Dong-Hyun Park, Min-Young Kim, Tae-Sung Oh, Thermoelectric energy-conversion characteristics of n-type Bi 2 (Te,Se) 3 nanocomposites processed with carbon nanotube dispersion, Curr. Appl. Phys., Vol. 11, Issue 4, Supplement, International Conference on Electronic Materials and Nanotechnology for Green Environment, 2011, p. S41-S45, doi:10.1016/j.cap.2011.07.007. otwiera się w nowej karcie
  22. Y.H. Yeo, T.S. Oh, Thermoelectric properties of p-type (Bi,Sb) 2 Te 3 nanocomposites dispersed with multiwall carbon nanotubes, Mater. Res. Bull., Vol. 58, Proceedings of the IFFM2013 - Vol. 1: Fundamentals of the functional materials, 2014, p. 54-58, doi:10.1016/j.materresbull.2014.04.046. otwiera się w nowej karcie
  23. Y. Zhang, X. L. Wang, W. K. Yeoh, R. K. Zheng, C. Zhang, Electrical and thermoelectric properties of single-wall carbon nanotube doped Bi 2 Te 3 , Appl. Phys. Lett., Vol. 101, Issue 3, 2012, 031909, doi:10.1063/1.4737898. otwiera się w nowej karcie
  24. B. Khasimsaheb, Niraj Kumar Singh, Sivaiah Bathula, Bhasker Gahtori, D. Haranath, S. Neeleshwar, The effect of carbon nanotubes (CNT) on thermoelectric properties of lead telluride (PbTe) nanocubes, Curr. Appl. Phys., Vol. 17, Issue 2, 2017, p. 306-313, doi:10.1016/j.cap.2016.05.026. otwiera się w nowej karcie
  25. Kaleem Ahmad, Chunlei Wan, Mohammad A. Al-Eshaikh, Effect of Uniform Dispersion of Single-Wall Carbon Nanotubes on the Thermoelectric Properties of BiSbTe-Based Nanocomposites, J. Electron. Mater., Vol. 46, Issue 2, 2017, p.1348-1357, doi:10.1007/s11664- 016-5095-z. otwiera się w nowej karcie
  26. Yuewen Zhang, Xiaopeng Jia, Hairui Sun, Bing Sun, Binwu Liu, Haiqiang Liu, Lingjiao Kong, Hongan Ma, Enhanced thermoelectric performance of nanostructured CNT/BiSbTe bulk composite from rapid pressure-quenching induced multi-scale microstructure, J. Materiomics, Vol. 2, Issue 4, 2016, p. 316-323, doi:10.1016/j.jmat.2016.08.002. otwiera się w nowej karcie
  27. Kyung Tae Kim, Yeong Seong Eom, Injoon Son, Fabrication Process and Thermoelectric Properties of CNT/Bi 2 (Se,Te) 3 Composites, J. Nanomater., Vol. 2015, 2015, 202415, doi:10.1155/2015/202415. otwiera się w nowej karcie
  28. Huan Pang, Ying-Ying Piao, Ye-Qiang Tan, Guang-Yu Jiang, Jian-Hua Wang, Zhong-Ming Li, Thermoelectric behaviour of segregated conductive polymer composites with hybrid fillers of carbon nanotube and bismuth telluride, Mater. Lett., Vol. 107, 2013, p. 150-153, doi:10.1016/j.matlet.2013.06.008. otwiera się w nowej karcie
  29. Hyun Ju, Jooheon Kim, Preparation and structure dependent thermoelectric properties of nanostructured bulk bismuth telluride with graphene, J. Alloy. Compd., Vol. 664, 2016, p. 639- 647, doi:10.1016/j.jallcom.2016.01.002. otwiera się w nowej karcie
  30. Cong Li, Xiaoying Qin, Yuanyue Li, Di Li, Jian Zhang, Haifeng Guo, Hongxing Xin, Chunjun Song, Simultaneous increase in conductivity and phonon scattering in a graphene nanosheets/(Bi 2 Te 3 ) 0.2 (Sb 2 Te 3 ) 0.8 thermoelectric nanocomposite, J. Alloy. Compd., Vol. 661, 2016, p. 389-395, doi:10.1016/j.jallcom.2015.11.217. otwiera się w nowej karcie
  31. Fei Ren, Hsin Wang, Paul A. Menchhofer, James O. Kiggans, Thermoelectric and mechanical properties of multi-walled carbon nanotube doped Bi 0.4 Sb 1.6 Te 3 thermoelectric material, Appl. Phys. Lett., Vol. 103, Issue 22, 2013, 221907, doi:10.1063/1.4834700. otwiera się w nowej karcie
  32. Beata Bochentyn, Jakub Karczewski, Tadeusz Miruszewski, Bogusław Kusz, Structure and thermoelectric properties of Bi-Te alloys obtained by novel method of oxide substrates reduction, Journal of Alloys and Compounds, Vol. 646, 2015, p. 1124-1132, doi:10.1016/j.jallcom.2015.06.127. otwiera się w nowej karcie
  33. B. Bochentyn, J. Karczewski, T. Miruszewski, B. Kusz, Novel method of metal -oxide glass composite fabrication for use in thermoelectric devices, Materials Research Bulletin, Vol. 76, 2016, p. 195-204, doi:10.1016/j.materresbull.2015.12.018. otwiera się w nowej karcie
  34. B. Bochentyn, J. Karczewski, T. Miruszewski, B. Kusz, Thermoelectric properties of bismuth- antimony-telluride alloys obtained by reduction of oxide substrates, Materials Chemistry and Physics, Vol. 177, 2016, p. 353-359, doi:10.1016/j.matchemphys.2016.04.039. otwiera się w nowej karcie
  35. B.Kusz, T.Miruszewski, B.Bochentyn, M.Łapiński, J.Karczewski, Structure and thermoelectric properties of Te/Ag/Ge/Sb (TAGS) materials obtained by reduction of melted oxide substrates, Journal of Electronic Materials, Vol. 45, 2016, p. 1085-1093, doi:10.1007/s11664-015-4251-1. otwiera się w nowej karcie
  36. N.Gostkowska, T.Miruszewski, B.Trawiński, B.Bochentyn, B.Kusz, Structure and thermoelectric properties of Cs-Bi-Te alloys fabricated by different routes of reduction of oxide reagents, Solid State Sciences, IN PRESS, doi:10.1016/j.solidstatesciences.2017.07.016. otwiera się w nowej karcie
  37. Kaleem Ahmad, Wei Pan, Microstructure-toughening relation in alumina based multiwall carbon nanotube ceramic composites, J. Eur. Ceram. Soc., Vol. 35, Issue 2, 2015, p. 663-671, doi:10.1016/j.jeurceramsoc.2014.08.044. otwiera się w nowej karcie
  38. L. Stobinski, B. Lesiak, A. Malolepszy, M. Mazurkiewicz, B. Mierzawa, J. Zemek, P. Jiricek, I. Bieloshapka, J. Electron. Spectr. Rel. Phenom, Vol. 195, 2014, p. 145-154, doi:10.1016/j.elspec.2014.07.003 otwiera się w nowej karcie
  39. Kevin A. Wepasnick, Billy A. Smith, Julie L. Bitter, D. Howard Fairbrother, Anal. Bioanal. Chem, Vol. 396, Issue 3, 2010, p. 1003-1014, doi:10.1007/s00216-009-3332-5. otwiera się w nowej karcie
  40. Xia Liu, Jiaxing Li, Xiangxue Wang, Changlun Chen, Xiangke Wang, J. Nucl. Mater, Vol. 466, 2015, p. 56-64, doi:10.1016/j.jnucmat.2015.07.027. otwiera się w nowej karcie
  41. Ado Jorio, Riichiro Saito, Gene Dresselhaus, Mildred S. Dresselhaus, Raman Spectroscopy in Graphene Related Systems, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co, 2011, doi: 10.1002/978352763269. otwiera się w nowej karcie
  42. Weishu Liu, Kevin C. Lukas, Kenneth McEnaney, Sangyeop Lee, Qian Zhang, Cyril P. Opeil, Gang Chen, Zhifeng Ren, Studies on the Bi 2 Te 3 -Bi 2 Se 3 -Bi 2 S 3 system for mid-temperature thermoelectric energy conversion, Energ. Environ. Sci., Vol. 6, Issue 2, 2013, p. 552-560, doi:10.1039/C2EE23549H. otwiera się w nowej karcie
  43. Jeffrey W. Gilman, David L. Vander Hart, Takashi Kashiwagi, Thermal Decomposition Chemistry of Poly(vinyl alcohol), Fire and Polymers II: Materials and Tests for Hazard Prevention, ACS Sym. Ser., 599, 1995, p. 161-185. otwiera się w nowej karcie
  44. Da Jiang Yang, Qing Zhang, George Chen, S. F. Yoon, J. Ahn, S. G. Wang, Q. Zhou, Q. Wang, J. Q. Li, Thermal conductivity of multiwalled carbon nanotubes, Phys. Rev. B, Vol. 66, Issue 16, 2002, 165440, doi:10.1103/PhysRevB.66.165440. otwiera się w nowej karcie
Weryfikacja:
Politechnika Gdańska

wyświetlono 160 razy

Publikacje, które mogą cię zainteresować

Electrode materials for electrochemical capacitors based on poly(3,4-ethylenedioxythiophene) and functionalized multi-walled carbon nanotubes characterized in aqueous and aprotic electrolytes

2018

Capacitance Enhancement by Incorporation of Functionalised Carbon Nanotubes into Poly(3,4-Ethylenedioxythiophene)/Graphene Oxide Composites

2020

Electrochemical synthesis and characterization of nanocomposites based on poly(3,4-ethylenedioxythiophene) and functionalized carbon nanotubes

2016

Composite Materials Based on Polymer-Derived SiCN Ceramic and Disordered Hard Carbons as Anodes for Lithium-Ion Batteries

2013
Meta Tagi