高压熔融共结晶法制备ZnO-ZnTe复合材料的热电与传输特性研究

本文推荐高压熔融共结晶技术制备ZnO-ZnTe复合材料，通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）等表征手段揭示其层状结构形成机制，并证实材料具有p型导电性和优异热电性能，为新型半导体器件开发提供新思路。

　　

Highlight

合成方法

采用高纯度纤锌矿ZnO（Alfa Aesar, 99.99%, 325目）和闪锌矿ZnTe（Sigma-Aldrich, 99.99%, -100目）粉末为原料，按不同化学计量比（见表1）研磨压片后，在3.8-4.2 GPa和1800-1900 K条件下，通过LSPM-CNRS的环形高压装置进行熔融共结晶实验。

合成与表征

扫描电镜（SEM）分析显示（支持信息图S1-S3），高压熔融生长的ZnO单晶沿c轴优先生长形成六方棒状结构（图S4）。图2展示了ZnO-ZnTe复合材料（ZT10和ZT50）块体及其研磨样品（ZT10_gr和ZT50_gr）的微观形貌与元素分布特征。

结论

高压熔融共结晶技术成功制备出具有层状晶体结构的ZnO-ZnTe复合材料。电子显微镜、X射线衍射和拉曼光谱证实，材料粗晶粒中存在由ZnO和ZnTe交替层构成的特殊结构，这种分层源于熔体中两种组分的逐层结晶行为。

CRediT作者贡献声明

Andrey N. Baranov：研究构思、方法论设计、论文撰写与修订；Vladimir G. Kytin：数据采集、原始稿件撰写；Nikita D. Mitiushev：数据可视化与实验分析；其他作者分别参与资源供给、数据验证等工作。

利益冲突声明

作者声明无任何可能影响本研究结果的财务或个人关系。

致谢

感谢莫斯科国立大学（AAAA-A21-121011590082-2）和俄罗斯科学与高等教育部（FSMG-2024-0014）的经费支持。