摘要
IV-VI族稀磁半导体Mn掺杂GeTe因其在中温区具有良好的热电性能而受到广泛关注。然而,关于磁性如何影响该材料输运性能的作用机理仍不清楚.本研究揭示了Mn掺杂在优化Ge_(1-x)Mn_(x)Te合金热电性能中起到的关键作用,在50-300K温度范围内表征了其热电输运特性、磁性能以及晶格声子行为.结果表明,Mn掺杂可显著降低载流子浓度并增强电子散射,以两倍增量优化了功率因子.除电子合金散射增强外,Mn掺杂还导致光声子软化和声子群速度降低,从而显著抑制晶格热导率.此外,得益于磁激发声子模式的抑制,Mn的铁磁性有助于提高GeTe的热电输运性能.该项研究工作为优化GeTe基稀磁半导体的热电性能提供了新的策略.
IV-VI族稀磁半导体Mn掺杂GeTe因其在中温区具有良好的热电性能而受到广泛关注.然而,关于磁性如何影响该材料输运性能的作用机理仍不清楚.本研究揭示了Mn掺杂在优化Ge_(1-x)Mn_(x)Te合金热电性能中起到的关键作用,在50–300 K温度范围内表征了其热电输运特性、磁性能以及晶格声子行为.结果表明,Mn掺杂可显著降低载流子浓度并增强电子散射,以两倍增量优化了功率因子.除电子合金散射增强外,Mn掺杂还导致光声子软化和声子群速度降低,从而显著抑制晶格热导率.此外,得益于磁激发声子模式的抑制,Mn的铁磁性有助于提高GeTe的热电输运性能.该项研究工作为优化GeTe基稀磁半导体的热电性能提供了新的策略.
基金
the National Natural Science Foundation of China(52130203,92463310,52172232)
the Basic and Applied Basic Research Foundation of Guangdong Province(2022B1515120005)。
