Experimental and theoretical exploration of mechanical stability of Pt/NbO2 interfaces for thermoelectric applications
Experimental and theoretical exploration of mechanical stability of Pt/NbO2 interfaces for thermoelectric applications
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热电应用 Pt/NbO2 界面机械稳定性的实验和理论探索
DOI：
10.1088/1361-6463/aa8daf
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发表时间：
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期刊：
影响因子：
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通讯作者：
A. Saksena
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
D. Music;P. Schmidt;A. Saksena
用实验和理论的方法对溅射的非晶态NbO2热电薄膜与多晶铂电极接触的金属接触的机械稳定性准则，即最小的热应力和增强的界面强度进行了评价。即使在800℃的最高工作温度下，在大约50兆帕的铂/NbO2界面上建立的热应力也很小。在界面形成过程中，铂的配位没有变化，金属性质只发生了轻微的变化。此外，界面上的Nb-O键保持了其共价-离子二氧化物的成键性质。因此，尽管这些界面各组分的电子结构没有太大的变化，但具有金属和部分共价性质的铂/NbO2界面键很强，分离功达到2J m−2。因此，根据协同实验和理论结果，这些界面在这些热电器件的工作过程中是机械稳定的。这一策略对于设计机械稳定的电触点具有普遍的重要性。
Mechanical stability criteria for metallic contacts, namely a minimised thermal stress and an enhanced interfacial strength, have been appraised for sputtered, x-ray amorphous NbO 2 thermoelectric thin films in contact with a polycrystalline Pt electrode utilising experimental and theoretical methods. Thermal stress built at these Pt/NbO 2 interfaces with approximately 50 MPa is minute even at 800 C, the maximum operation temperature. There are no coordination changes of Pt and its metallic character is only marginally altered upon the interface formation. In addition, Nb–O bonds at the interface sustain their covalent-ionic dioxide bonding nature. Hence, even though there are no considerable modifications in the electronic structure of the individual components at these interfaces, Pt/NbO 2 interfacial bonds of metallic and partly covalent character are strong with a work of separation reaching 2 J m− 2. Based on the synergic experimental and theoretical results, it is therefore expected that these interfaces are mechanically stable during operation of these thermoelectric devices. This strategy is of general importance for designing mechanically stable electrical contacts.
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10.1088/1361-648x/aa53ac
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2017
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Journal of Physics: Condensed Matter
影响因子：
--
作者：
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通讯作者：
J. Bednarcik
NbO 和 NbO2 的电性能
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4
作者：
J. A. Roberson;R. Rapp
通讯作者：
R. Rapp
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4
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D. Music;O. Kremer;G. Pernot;J. Schneider
通讯作者：
D. Music;O. Kremer;G. Pernot;J. Schneider
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通讯作者：
A. O’Hara;A. Demkov
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J. Rahman;Eun-Ji Meang;D. Nguyen;W. Seo;A. Hussain;M. Kim;Soonil Lee
通讯作者：
J. Rahman;Eun-Ji Meang;D. Nguyen;W. Seo;A. Hussain;M. Kim;Soonil Lee