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本文采用高能球磨(机械合金化)结合热压的方法制备了纳米晶金属间化合物Mg3Sb2体系的无掺杂和掺杂试样，系统地研究了该体系的微结构和热电输运性能。主要研究内容包括：
⑴制备了晶粒尺寸为～30nm高饱和固溶度的纳米晶Mg3X2(X=Bi、Sb)纯相试样。微结构分析表明，Sb在纳米晶Mg3+xSb2中能够过饱和固溶5at.％，而Mg在纳米晶Mg3+yBi2中过饱和固溶度高达13at.％。电阻测量表明在Mg3+yBi2体系中，当y～0.72时将发生半金属-金属转变。而在Mg3+xSb2体系中当成分偏离较小时，其电阻在整个测量温度范围内具有lnρ～1/T的关系。成分偏离较大时，在较低的温度范围内符合Mott的lnρ～T-1/4的关系。由实验数据拟合推得，费米能级处的局域态密度由x=-0.005时的4.37×1018cm-3eV-1增加到x=0.031时的6.67×1018cm-3eV-1。
⑵纳米混晶Mg3(BixSb1-x)2的晶格常数随着成分x的增加而线性增大。热电性能测量表明： Mg3(BixSb1-x)2的带隙宽度随着x的变化而连续可调。当x≥0.7出现半导体-金属转变。x=0.8时室温热电功率因子相比于Mg3Sb2提高了2500倍以上。
⑶制备多种金属元素单掺杂纳米晶(Mg1-xMx)3Sb2(M=Cr、Cu、Ti、Zn)和复合掺杂的纳米晶(Mgo.45Zno.55-xMx)3Sb2(M=Cr、Cu、Nb、Ti)。实验发现Zn在Mg3Sb2中固溶可达60at.％。相对Mg3Sb2来说，(Mgo.45Zn0.55)3Sb2的热电功率因子在室温提高1100倍以上，热电优值提高了1000倍。而在复合掺杂块体试样(Mg045Zn.55-xMx)3Sb2中掺杂元素Ti使得热电优值相对Mg3Sb2提高了5000倍。