Manipulating Peierls-Nabarro stress to realize extraordinary thermoelectric performance in n-type PbTe
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Abstract PbTe is recognized as one of the best intermediate-temperature thermoelectric materials; however, its commercial applications are largely restricted by the comparatively lower performance of its n-type counterpart. Here we show that Peierls-Nabarro stress is manipulated through solute-induced lattice softening, which generates high density helical dislocations, dislocation loops, and subgrain boundaries to block heat transport phonons. Concurrently, in-situ formation of Sb 6 O 13 nanoinclusions resulting from a displacement reaction between Sb and TeO 2 further suppresses thermal transport, leading to an ultra-low lattice thermal conductivity ( κ L ≈ 0.21 W m −1 K −1 at 773 K). Moreover, Sb doping can simultaneously enhance electronic density of states, leading to the improvement of power factor (16 μW cm −1 K −2 at 563 K). As a result, a remarkably high figure of merit ( ZT ≈ 2.2) is obtained at 723 K in n-type PbTe-1.5 wt%TeO 2 -1.8 wt%Sb sample. Our findings provide an effective approach to synergistically improve the thermal and electrical properties in advanced thermoelectric materials.
Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.
Contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Manipulating Peierls-Nabarro stress to realize extraordinary thermoelectric performance in n-type PbTe
- Date Crossref
- 04/09/2026
- Éditeur
- Springer Science and Business Media LLC
- Type
- journal-article
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