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Electrical, Thermal, and Thermoelectric Transport Properties of Co-Doped n-type Cu0.008Bi2Te2.6Se0.4 Polycrystalline Alloys
저자
Okmin Park (University of Seoul) ; TaeWan Kim (Jeonbuk National University) ; Minsu Heo (University of Seoul,) ; Sang Jeong Park (University of Seoul) ; Se Woong Lee (University of Seoul) ; Hyun Kyu Cho (University of Seoul) ; 김상일 (서울시립대학교)
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2023
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English
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KCI등재
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206-212(7쪽)
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Bi2Te3-based alloys have been extensively studied as thermoelectric materials near roomtemperature. In this study, the electrical, thermal, and thermoelectric transport properties of a series of Codopedn-type Cu0.008Bi2Te2.6Se0.4 polycrystalline alloys (Cu0.008Bi2−xCoxTe2.6Se0.4, x = 0, 0.03, 0.06, 0.09 and 0.12)are investigated. The electrical conductivity of the Cu0.008Bi1.97Co0.03Te2.6Se0.4 (x = 0.03) sample wassignificantly enhanced, by 34%, to 1199 S/cm compared to 793 S/cm of the pristine Cu0.008Bi2Te2.6Se0.4 (x = 0)sample at 300 K, and gradually decreased to 906 S/cm for x = 0.12 upon further doping. Power factors of theCo-doped samples decreased compared to the 3.26 mW/mK2 of the pristine Cu0.008Bi2Te2.6Se0.4 sample at 300K. Meanwhile, the power factor of the Cu0.008Bi1.97Co0.03Te2.6Se0.4 (x = 0.03) sample became higher at 520 K.
The lattice thermal conductivities of the Co-doped samples decreased due to additional point defect phononscattering by the Co dopant. Consequently, the zT for the Cu0.008Bi1.97Co0.03Te2.6Se0.4 alloy at 520 K was 0.83,which is approximately 15% larger than that of pristine Cu0.008Bi2Te2.6Se0.4, while the zT of the Cu dopedsamples at 300 K was smaller than that of the pristine Cu0.008Bi2Te2.6Se0.4 sample. Electrical transportproperties of the Co-doped Cu0.008Bi2−xCoxTe2.6Se0.4 samples were analyzed by experimental phenomenologicalparameters, including the density-of-state, effective mass, weighted mobility, and quality factor.
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