正版书籍 热电材料与器件陈立东刘睿恒史迅工业技术 电工电气梳理和总结了热电材料器件基础理论多尺度结构 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

本书比较全面地梳理和总结了热电材料与器件研究领域的基础理论和新的发现，同时基于作者过去20余年从事热电材料研究所积累的创新科研成果，并结合靠前外该领域的研究进展和相关理论，系统阐述了热电材料的多尺度结构设计与性能调控策略，总结了器件设计集成与应用技术的近期新研究成果。本书特别注重基本物理效应与高性能热电材料设计合成的融合，并且对该领域的未来发展和挑战提出了作者的基本思考，利于启发读者的创新思维。

序

前言

章 热电转换基本原理 1

1.1 引言 1

1.2 热电转换物理效应 1

1.2.1 泽贝克效应 1

1.2.2 佩尔捷效应 3

1.2.3 汤姆孙效应 4

1.2.4 热电效应间的关系 5

1.3 热电转换效率与热电材料性能优值 6

1.3.1 热电发电器件性能参数 7

1.3.2 热电制冷器件性能参数 11

参考文献 15

第2章 热电材料性能优化策略 16

2.1 引言 16

2.2 热电输运基础理论 17

2.2.1 载流子输运的能带模型 17

2.2.2 载流子的散射 21

2.2.3 固体材料中的热传导与声子散射 22

2.2.4 因子与优异热电材料的基本特征 26

2.3 热电材料性能优化典型策略 27

2.3.1 多能带简并 27

2.3.2 电子共振态 29

2.3.3 合金固溶 29

2.3.4 声子共振散射 31

2.3.5 类液态效应 32

2.4 纳结构热电输运理论与纳热电材料 34

2.4.1 纳尺度的电输运 34

2.4.2 纳尺度的热输运 37

2.4.3 纳晶与纳复合热电材料 38

参考文献 39

第3章 热电输运性能的测量 43

3.1 引言 43

3.2 块体材料热电性能测量 43

3.2.1 电导率 43

3.2.2 泽贝克系数 44

3.2.3 热导率 46

3.3 薄膜材料热电性能测量 51

3.3.1 薄膜材料热导率测量 51

3.3.2 薄膜材料电阻率测量 54

3.3.3 薄膜材料泽贝克系数测量 55

3.3.4 纳线电导率和泽贝克系数测量 58

3.3.5 纳线热导率测量 60

3.4 总结 62

参考文献 62

第4章 典型热电材料体系及其性能优化 65

4.1 引言 65

4.2 Bi2Te3基合金 66

4.3 PbX（X=S，Se，Te）化合物 70

4.4 硅基热电材料 75

4.4.1 SiGe合金 75

4.4.2 Mg2X（X= Si，Ge，Sn） 78

4.4.3 高锰硅化合物 80

4.4.4 β-FeSi2 82

4.5 笼状结构化合物 85

4.5.1 方钴矿与填充方钴矿 85

4.5.2 笼合物 90

4.6 快离子导体热电材料 92

4.7 氧化物热电材料 95

4.8 其他新兴热电材料体系 97

4.8.1 半Heusler合金 97

4.8.2 类金刚石结构化合物 100

参考文献 103

第5章 低维结构及纳复合热电材料 110

5.1 引言 110

5.2 超晶格薄膜热电材料的制备与性能 110

5.2.1 超晶格热电薄膜的制备 110

5.2.2 超晶格结构的声子输运特征与热导率 112

5.2.3 超晶格的载流子输运特征与电性能 114

5.3 纳晶热电薄膜材料的制备与性能 117

5.4 热电材料纳线的制备与结构调控 119

5.5 热电材料纳体的制备 120

5.6 纳复合热电材料的制备与结构调控 125

5.7 典型纳复合热电材料的结构调控与性能优化 126

5.7.1 CoSb3基方钴矿纳复合材料 126

5.7.2 PbTe基材料的多尺度结构调控 128

5.8 总结 129

参考文献 129

第6章 导电聚合物及其纳复合热电材料 137

6.1 引言 137

6.2 导电聚合物及其纳复合材料的热电性能调控 137

6.2.1 导电聚合物热电性能概述 137

6.2.2 掺杂程度调节 141

6.2.3 聚合物分子链有序化 142

6.2.4 有机/无机界面效应 146

6.2.5 电荷迁移架桥 149

6.2.6 纳插层超晶格结构 150

6.3 导电聚合物基纳复合热电材料的制备方法 153

6.3.1 体混合法 153

6.3.2 溶液介质混合法 153

6.3.3 原位聚合法 155

6.3.4 层层自组装法 157

6.4 总结 158

参考文献 159

第7章 热电器件设计集成与应用 163

7.1 引言 163

7.2 热电器件基本结构与制备方法 163

7.2.1 热电器件基本结构与工作原理 163

7.2.2 热电器件的典型制造工艺 165

7.3 热电器件设计与评价 168

7.3.1 器件设计原理与方法 168

7.3.2 单级/多段器件结构设计 170

7.3.3 器件评价方法 173

7.4 界面设计与连接技术 176

7.4.1 电极材料的选择与电极连接技术 176

7.4.2 热电材料/电极过渡层与界面结构 178

7.4.3 界面电阻和界面热阻的测量 180

7.5 热电器件的设计与集成 182

7.5.1 器件基本结构与制造技术 182

7.5.2 热电器件性能与优化方法 183

7.6 器件应用与服役性能 185

7.7 挑战与展望 186

参考文献 186

关键词索引 190

陈立东，1982年1月毕业于湖南大学，1990年3月获日本东北大学工学博士学位。先后在日本RIKEN株式会社、日本航空宇宙技术研究所、日本东北大学金属材料研究所工作，2001年荣获中国科学院'人计划'，并进入中国科学院上海硅酸盐研究所工作。先后获得国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金创新研究群体、国家'973计划'和'863计划'等项目。现任中国科学院上海硅酸盐研究所研究员、高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室主任、靠前热电科学院院士、《计算材料学（npj Computational Materials）》联合主编、《无机材料学报》执行主编。主要从事热电转换材料与器件的研究与应用技术开发工作，围绕电-热协同输运的关键科学问题，系统研究了微观结构与电热输运性质的关系以及结构调控机制，发展了新一代高性能的热电材料及器件技术。在Nature、Nat.Mater.、Nat.Commun.、J.Am.Chem.Soc.、Energy Environ.Sci.、Adv.Mater.、Adv.Funct.Mater.等靠前学术刊物上发表论文近三篇；已获授权中国发明专利五十余项，美国、欧洲、日本等专利十余项；主要成果获得2013年国家自然科学奖二等奖和2014年国家技术发明奖二等奖。

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