การศึกษาและพัฒนาสารประกอบออกไซด์ ZnO สำหรับการประยุกต์ทางเทอร์โมอิเล็กทริกส์

บทคัดย่อ

บทคัดย่อภาษาไทย งานวจิยัน้ีศึกษาผลของการแทนที่ Zn ด้วย Al และ Mn ใน ZnO ต่อสมบตัิเทอร์โมอิเล็กทริกส์ ของสารโดยศึกษาสารสามกลุ่มไดแ้ก่Zn1-xAlxO, Zn1-xMnxO (x = 0, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08) และ Zn1- 2xAlxMnxO (x = 0, 0.01, 0.02, 0.03, 0.04) ซึ่ งเตรียมด้วยวิธีการสลายตัวทางความร้อน จากผลการ ทดลองพบวา่ วิธีการสลายตวัทางความร้อนเป็นวธิีที่มีประสิทธิภาพในการเตรียมสารถึงแมว้า่ จะเป็น วิธีที่ไม่ซับซ้อนแต่ก็ให้สารตวัอย่างที่มีความบริสุทธ์ิค่อนขา้งสูงการวิเคราะห์โครงสร้างของสาร ตวัอย่างที่สังเคราะห์ช้ีให้เห็นวา่ การแทนที่Al และ Mn ใน ZnO ไม่ส่งผลต่อโครงสร้างโดยรวม แต่ ส่งผลอยา่ งมากต่อสมบตัิของสาร ท้งัน้ีAl และ Mn ส่งผลต่อสมบตัิเทอร์โมอิเล็กทริกส์ต่างกนัคือ การ แทนที่ด้วย Al ทา ให้ความนา ไฟฟ้าของสารตวัอย่างเพิ่มข้ึน ในขณะที่การแทนที่ดว้ย Mn ทา ให้ค่า สัมบูรณ์ของค่าคงที่ของซีเบคเพิ่มข้ึน และสารตวัอยา่ งที่ถูกแทนที่ดว้ยท้งัสองไอออนพร้อมๆกนัจะ แสดงสมบตัิของท้งัสองไอออนกล่าวคือ สารตวัอยา่ งจะมีความนา ไฟฟ้าเพิ่มข้ึนและมีค่าสัมบูรณ์ของ ค่าคงที่ของซีเบคเพิ่มข้ึนดว้ยถึงแมว้า่ การเปลี่ยนแปลงค่าคงที่ของซีเบคจะนอ้ยกวา่ เมื่อเทียบกบั สารที่ ถูกแทนที่ด้วย Mn เพียงอย่างเดียว อย่างไรก็ตามเมื่อพิจาณาสมบตัิท้งัสองจะเห็นว่า ความนา ไฟฟ้า เปลี่ยนแปลงไปมากกว่า และส่งผลต่อการคา นวณ power factor มากกว่า ท าให้โดยรวมแล้ว สาร ตวัอย่างที่นา ไฟฟ้าไดด้ีกว่ามกั มีpower factor สูงกว่าดว้ยในที่น้ีสารตวัอยา่ งที่มีค่า power factor สูง ที่สุดคือ Zn0.98Al0.02O ซ่ึงมีค่า 1.03 x10-4WK-2m -1 ที่อุณหภูมิ 800 K ในขณะที่สารที่ถูกแทนที่ด้วย Al และ Mn มีความนา ไฟฟ้านอ้ยกวา่ จึงมีpower factor ต่า กวา่ ดว้ย ในที่น้ีสารในกลุ่มน้ีที่ให้ผลดีที่สุดคือ Zn0.98Mn0.01Al0.01O ซึ่งมี power factor เท่ากบั 4.79 x 10-5 WK-2m -1 ที่อุณหภูมิเดียวกน

คำสำคัญ