摘要：硫化银(Ag2S)是一种典型的快离子导体材料,前期关于Ag2S的研究主要集中在光电和生物等领域.最近的研究表明, a-Ag2S具有和金属一样的良好延展性和变形能力.但是, Ag2S的热电性能尚无公开报道.本工作合成了单相Ag2S化合物,系统研究了其在300—600 K范围的物相变化、离子迁移特性和电热输运性质.研究发现, Ag2S在300—600 K温度区间表现出半导体的电输运性质.由于单斜-体心立方相晶体结构转变, Ag2S的离子电导率、载流子浓度、迁移率、电导率、泽贝克系数等性质在455 K前后出现急剧变化.在550 K, Ag2S的功率因子最高可达5μW·cm–1·K–2. Ag2S在300—600 K温度区间均表现出本征的低晶格热导率(低于0.6 W·m–1·K–1). S亚晶格中随机分布的类液态Ag离子是导致b-Ag2S体心立方相具有低晶格热导率的主要原因.在573 K, Ag2S的热电优值可达0.55,与Ag2Se, Ag2Te, CuAgSe等已报道的Ag基快离子导体热电材料的性能相当.

关键词：热电材料 相变 快离子导体 晶格热导率 

单位：中国科学院上海硅酸盐研究所; 高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室; 上海200050; 中国科学院大学; 材料与光电研究中心; 北京100049; 上海交通大学; 材料科学与工程学院; 上海200240