Topotactic anion-exchange in thermoelectric nanostructured layered tin chalcogenides with reduced selenium content.
Topotactic anion-exchange in thermoelectric nanostructured layered tin chalcogenides with reduced selenium content.
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DOI：
10.1039/c7sc05190e
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发表时间：
2018-04-21
期刊：
影响因子：
8.4
通讯作者：
Gregory DH
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Han G;Popuri SR;Greer HF;Zhang R;Ferre-Llin L;Bos JG;Zhou W;Reece MJ;Paul DJ;Knox AR;Gregory DH
拓扑空间的溶液合成产生纳米结构的锡硫族化合物，SnS 1-xSex与可控的组合物，火花等离子烧结SnS0.1Se0.9实现ZT在923 K通过微观结构的纹理调整。阴离子交换已经通过“软化学”无有机物溶液合成与硫化锡（SnS）的纳米片进行，以在10 g规模上产生层状伪三元锡硫属化物。SnS经历拓扑转变以形成一系列S取代的硒化锡（SnSe）纳米/微米板，其具有可调谐的硫族化物组分。SnS0.1Se0.9纳米片放电等离子烧结成相纯，织构，致密的颗粒，其ZT已显着提高到1.16，从0.74在923 K通过微结构织构控制。这些方法提供了通用的，可扩展的和低成本的路线，以p型层状锡硫属化物与可控的组成和竞争力的热电性能。
Topotactic solution synthesis yields nanostructured tin chalcogenides, SnS1–xSex with controllable composition; spark plasma sintered SnS0.1Se0.9 achieves ZT ≈ 1.16 at 923 K via microstructural texture tuning. Anion exchange has been performed with nanoplates of tin sulfide (SnS) via “soft chemical” organic-free solution syntheses to yield layered pseudo-ternary tin chalcogenides on a 10 g-scale. SnS undergoes a topotactic transformation to form a series of S-substituted tin selenide (SnSe) nano/micro-plates with tuneable chalcogenide composition. SnS0.1Se0.9 nanoplates were spark plasma sintered into phase-pure, textured, dense pellets, the ZT of which has been significantly enhanced to ≈1.16 from ≈0.74 at 923 K via microstructure texturing control. These approaches provide versatile, scalable and low-cost routes to p-type layered tin chalcogenides with controllable composition and competitive thermoelectric performance.
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