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摘要
金属硫化物Ag2S具有优异的物理化学性能,在催化、传感及光电子等领域具有广阔的应用空间。本工作利用一种区熔技术制备了尺寸为?18 mm×50 mm的Ag2S并对其潜在热电性能进行了研究。Ag2S在450 K以下具有标准的α-Ag2S单斜P21/c结构,450 K以上发生相变成为立方β-Ag2S相。Ag2S在300～650 K范围始终具有负的Seebeck系数而呈现n型半导体特征,这主要是因为材料中存在Ag间隙离子而提供了多余电子。Ag2S的Seebeck系数在室温下约为-1200μV·K–1,440 K时降为-680μV·K–1,当转变为β-Ag–12S后则大幅降至～-100μV·K。α-Ag2S的电导率几乎为零,然而在刚发生β-Ag2S相变(450 K)时,电导率突然增加至～40000.5 S·m–1,而后随着温度持续升高,其值在650 K降低为33256.2 S·m–1。霍尔测试表明Ag2S的载流子浓度nH在相变时可从～1017 cm–3迅速增加到～1018 cm–3量级。α-Ag2S和β-Ag2S的总热导率κ几乎是常数,分别为～0.20和～0.45 W·m–1·K–1。最终Ag2S在580 K获得最大ZT值0.57,说明它是一种很有发展潜力的中温热电材料。
