Đánh giá sự tồn tại oxygen xen kẽ trong vật liệu nhiệt điện CuCr1−XMgXO₂ [0,00 ≤ X ≤ 0,30] dựa trên phép phân tích phổ quang điện tử tia X [XPS]

Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Khoa học Tự nhiên, 5(2):1125-1134
 Open Access Full Text Article Bài nghiên cứu
Đánh giá sự tồn tại oxygen xen kẽ trong vật liệu nhiệt điện
CuCr1−X MgX O2 [0,00 ≤ X ≤ 0,30] dựa trên phép phân tích phổ
quang điện tử tia X [XPS]
Hoàng Văn Dũng1,2,3,*, Phạm Thanh Tuấn Anh1,2, Lê Nguyễn Bảo Thư2,4, Nguyễn Hữu Trương1,2,
Phan Bách Thắng1,2,3, Trần Cao Vinh1,2
 TÓM TẮT
 Sự biến đổi khí hậu đang đẩy nhanh tốc độ nghiên cứu về các loại vật liệu có khả năng chuyển hóa
 năng lượng thân thiện môi trường, trong đó vật liệu chuyển hóa nhiệt năng thành điện năng đang
 Use your smartphone to scan this được quan tâm đáng kể hiện nay, nhờ khả năng chuyển đổi nhiệt - điện cũng như việc giúp tăng
QR code and download this article cường hiệu quả việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Sự tồn tại của các loại khuyết tật điểm trong
 mạng tinh thể chất bán dẫn có ảnh hưởng rất lớn lên các tính chất vật liệu, đặc biệt là tính chất
 nhiệt điện. Do đó, việc khảo sát về các loại khuyết tật trong vật liệu đang là xu hướng nghiên cứu
 phổ biến hiện nay. Trong nghiên cứu này chúng tôi tập trung đánh giá về sự tồn tại của oxygen
 xen kẽ trong vật liệu delafossite CuCr1−xMgxO2 (0,00 ≤ x ≤ 0,30). Bởi vì oxygen xen kẽ là một loại
 khuyết tật ảnh hưởng lớn lên tính chất nhiệt điện của vật liệu. Bằng phép phân tích phổ quang
 điện tử tia X (XPS) nhận thấy rằng ở tỷ lệ tạp chất Mg lớn x = 0,15 thì mẫu khối có tỷ lệ phần trăm
1Phòng thí nghiệm Vật liệu kỹ thuật cao, oxygen xen kẽ cao nhất và đây cũng chính là mẫu có tính chất nhiệt điện tối ưu nhất. Bên cạnh
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đó, thông qua nghiên cứu này có thể thấy rằng vật liệu CuCrO2 với tỷ lệ pha tạp Mg nhỏ (x ≤ 0,05)
2 không phù hợp với các ứng dụng chuyển hóa nhiệt thành điện mà mẫu có tỷ lệ x = 0,15 mới là
Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí ứng cử viên tiềm năng.
Minh Từ khoá: vật liệu nhiệt điện, delafossite, oxygen xen kẽ, XPS
3Trung tâm Nghiên cứu Vật liệu Cấu
trúc Nano và Phân tử [INOMAR]
4Bộ môn Toán Lý, Trường Đại học Công
nghệ Thông tin GIỚI THIỆU tinh thể và κe là độ dẫn nhiệt electron. Vật liệu có giá
 trị ZT càng cao thì càng tốt. Để có được giá trị ZT cao
 Trong những năm gần đây, vấn đề biến đổi khí hậu gây
Liên hệ thì vật liệu phải có giá trị S và σ cao đồng thời giá trị
Hoàng Văn Dũng, Phòng thí nghiệm Vật ra do việc con người tiêu thụ quá nhiều nguồn nhiên
 κl và κe phải càng nhỏ càng tốt. Tuy nhiên, các giá
liệu kỹ thuật cao, Trường Đại học Khoa học Tự liệu hóa thạch và nguồn nhiên liệu này thì ngày càng
 trị hệ số Seebeck, độ dẫn điện và độ dẫn nhiệt có sự
nhiên cạn kiệt. Do đó, cần phải tìm ra nguồn năng lượng
 phụ thuộc triệt tiêu lẫn nhau, do đó cần có sự hòa hợp
Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh mới hoặc tìm cách sử dụng một cách hiệu quả nguồn
 giữa các thông số này để đạt giá trị ZT tối ưu nhất.
Trung tâm Nghiên cứu Vật liệu Cấu trúc Nano năng lượng hóa thạch hiện có. Trong một thống kê
và Phân tử [INOMAR] Rất nhiều các nghiên cứu gần đây về việc cải thiện
 gần đây của Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence
Email: hvdung@hcmus.edu.vn hiệu quả nhiệt điện của nhiều loại vật liệu khác nhau
 Livermore 1, cho thấy rằng khoảng ~ 67% năng lượng
 bằng cách giảm độ dẫn nhiệt mạng tinh thể thông
Lịch sử bị mất mát dưới dạng nhiệt thải, trong đó 20-50%
• qua việc hình thành các dung dịch rắn, điều chỉnh
 Ngày nhận: 14-11-2020 xuất phát từ các quá trình công nghiệp tại các nhà
• Ngày chấp nhận: 23-3-2021 vi cấu trúc, các loại khuyết tật, hoặc kết hợp tất cả
• Ngày đăng: 30-4-2021 máy điện, lò luyện kim hoặc quá trình sản xuất hóa các yếu tố 2–6. Cụ thể, trong một nghiên cứu gần
 chất ở trên toàn nước Mỹ. Nếu có thể biến đổi nguồn đây của nhóm tác giả A. T. T. Pham 2 đánh giá sự
DOI : 10.32508/stdjns.v5i2.973
 nhiệt thải thành năng lượng hữu ích thì có thể giảm ảnh hưởng của đa khuyết tật lên độ dẫn nhiệt của
 được đáng kể việc tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch. Vật vật liệu khối Indi và Gali đồng pha tạp ZnO (IGZO]).
 liệu nhiệt điện có thể giúp thu hồi nguồn nhiệt thải và Nhóm tác giả nhận thấy rằng sự xuất hiện của các
 chuyển hóa thành điện năng dựa trên hiệu ứng See- loại khuyết tật như nút khuyết mạng tinh thể (VZn),
Bản quyền
 beck hoặc chuyển hóa điện năng thành nhiệt năng khuyết oxygen [VO], biên hạt hoặc pha thứ cấp [pha
© ĐHQG Tp.HCM. Đây là bài báo công bố
 dựa trên hiệu ứng Peltier. Hiệu quả của vật liệu nhiệt
mở được phát hành theo các điều khoản của spinel Ga2Zn9O12] đã giúp làm giảm đáng kể độ dẫn
the Creative Commons Attribution 4.0 điện được đánh giá thông qua một chỉ số phẩm chất nhiệt của mạng tinh thể vật liệu IGZO, trong đó sự
 2
International license. không có thứ nguyên là ZT = S .σ.T/[κl + κe], trong xuất hiện pha thứ cấp đóng vai trò quan trọng. Nhóm
 3
 đó S là hệ số Seebeck [V/K], σ là độ dẫn điện [S/m], tác giả Z. Chen đã tạo ra được vật liệu Pb0.97Eu0.03Te
 T là nhiệt độ tuyệt đối [K], κl là độ dẫn nhiệt mạng với giá trị ZT = 2,2 tại 85 ... p phụ bề mặt khá lớn dẫn đến
 lượng ~ 531 eV và để làm rõ hơn về sự thay đổi này sự phù hợp trong các ứng dụng cảm biến hơn là ứng
 thì đỉnh O 1s của từng mẫu với các điều kiện nồng độ dụng trong thiết bị nhiệt điện. Ngoài ra, các hình ảnh
 Mg khác nhau được phân giải thành các đỉnh thành HRTEM giúp xác định sự tồn tại cấu trúc đa pha xuất
 phần như trong Hình 4(b – d). Đỉnh năng lượng liên hiện trong mẫu khối khi có sự xuất hiện của tạp chất
 kết O 1s được phân giải thành các đỉnh, gồm: O1 là Mg.
 đỉnh năng lượng liên kết liên quan đến các nguyên tử
 LỜI CẢM ƠN
 oxygen liên kết với kim loại trong mạng tinh thể, O2
 là đỉnh năng lượng liên kết hình thành do sự tồn tại Đề tài nghiên cứu này được thực hiện thông qua tài
 của các dạng oxygen xen kẽ giữa các lớp Cu và lớp trợ của Bộ Khoa học và Công nghệ Việt Nam (mã số
 CrO2 đặc trưng bên trong cấu trúc CuCrO2 và O3 là ĐTĐL.CN-23/18).
 đỉnh năng lượng liên kết của các loại oxygen hấp thụ
 trên bề mặt mẫu 13,20,24. Giá trị chi tiết về vị trí các DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
 đỉnh (O1,O2 và O3), giá trị độ bán rộng (FWHM) XPS: X-ray photoelectron spectroscopy
 và tỷ lệ phần trăm giữa các đỉnh được mô tả chi tiết IGZO: Indium and Gallium co-doped ZnO
 trong Bảng 1. Dựa vào Hình 4[b–e] có thể thấy rằng HRTEM: high-resolution transmission electron mi-
 đỉnh O3 là đỉnh năng lượng liên kết có nhiều sự thay croscope
 đổi nhất so với hai đỉnh còn lại. Ở tỷ lệ tạp chất Mg XRD: X-ray powder diffraction
 x = 0,05 thì phần trăm diện tích đỉnh năng lượng liên PDF: powder diffraction file
 kết O3 đạt giá trị cao nhất và việc tiếp tục tăng tỷ lệ FFT: Fast Fourier Transform
 tạp chất Mg khiến cho đỉnh O3 giảm đáng kể ở tỷ lệ B.E.: Binding Energy
 tạp chất Mg x = 0,15 và 0,30. Đã có nhiều nghiên cứu FWHM: Full Width at Half Maximum
 chỉ ra rằng, việc tăng cường sự xuất hiện của oxygen
 xen kẽ (O2) trong cấu trúc vật liệu delafossite làm tăng XUNG ĐỘT LỢI ÍCH
 cường khả năng dẫn điện loại p của đối tượng vật liệu Các tác giả cam đoan không có xung đôt lơi ích trong
 này 8,12,13,25. Trong nghiên cứu này có thể thấy rằng,
 việc công bố bài báo này.
 mẫu có tỷ lệ tạp chất Mg x = 0,15 có độ dẫn điện loại
 ĐÓNG GÓP CỦA TÁC GIẢ
 p cao nhất tương ứng với tỷ lệ phần trăm O chiếm
 2 Tác giả Hoàng Văn Dũng: là tác giả chính tham gia
 ưu thế (Bảng 1). Ngoài ra, có thể thấy rằng ở tỷ lệ
 thực hiện thí nghiệm, lấy kết quả nghiên cứu và viết
 tạp chất Mg nhỏ (x ≤ 0,05) thì đỉnh năng lượng liên
 bản thảo.
 kết O3 chiếm ưu thế và có xu hướng tăng khi tăng tỷ
 Tác giả Phạm Thanh Tuấn Anh: tham gia thực hiện
 lệ tạp chất Mg từ x = 0,00 lên 0,05. Có một điều thú
 việc phân tích kết quả XPS.
 vị rằng, hầu hết các nghiên cứu về vật liệu CuCrO2
 Tác giả Lê Nguyễn Bảo Thư: tham gia thực hiện hỗ
 pha tạp Mg chỉ tập trung khảo sát các tỷ lệ pha tạp
 nhỏ (x ≤ 0,1) 18,26–29, trong khi đó dựa trên kết quả trợ viết một phần bản thảo.
 XPS đã phân tích thì thấy rằng oxygen xen kẽ không Tác giả Nguyễn Hữu Trương: tham gia thực hiện chế
 những không đạt giá trị cực đại mà oxygen hấp thụ bề tạo mẫu.
 Tác giả Phan Bách Thắng: dẫn dắt ý tưởng và hỗ trợ
 mặt [O3] còn chiếm tỷ lệ lớn ở tỷ lệ tạp chất Mg thấp.
 Như vậy có thể thấy rằng, mẫu có tỷ lệ tạp chất Mg x phân tích kết quả.
 = 0,15 có tỷ lệ phần trăm oxygen xen kẽ lớn nhất và Tác giả Trần Cao Vinh: dẫn dắt ý tưởng và hỗ trợ
 cũng chính mẫu này có giá trị độ dẫn điện loại p tối chỉnh sửa bản thảo.
 ưu nhất như đã trình bày trong một nghiên cứu trước
 đây của chúng tôi 7.
 1130
 Tạp chíPháttriểnKhoahọcvàCôngnghệ–Tựnhiên,5(2):1125-1134
 Bảng 1: Bảng chi tiết giá trị năng lượng liên kết hóa học (B.E.), giá trị độ bán rộng (FWHM) và phần trăm (%] diện tích các đỉnh phổ XPS đã được phân giải của các mẫu khối
 CuCr1−xMgxO2 theo sự thay đổi tỷ lệ tạp chất Mg
 x = 0,00 x = 0,05 x = 0,15 x = 0,30
 B.E. FWHM % B.E. FWHM % B.E. FWHM % B.E. FWHM %
 (eV) (eV) (eV) (eV) (eV) (eV) (eV) (eV)
 Cu 931,9 1,2 86,0 931,8 1,2 65,0 931,8 1.2 57,4 931,9 1,2 57,9
 +
 2p3/2 (Cu )
 933,9 3,6 14,0 934,0 3,4 35,0 934,0 3,0 42,6 933,9 2,7 42.1
 (Cu2+)
 [Cu+/2+] 6,15 1,86 1,35 1,38
 Cr 575,0 1,4 44,2 575,0 1,6 41,5 575,0 1,6 40,4 575,1 1,4 32,9
 4+
 2p3/2 (Cr )
 576,3 1,5 38,2 576,3 1,7 39,2 576,4 1,8 45,7 576,3 1,8 57,1
 (Cr3+)
 577,9 2,0 17,6 577,9 2,1 19,3 578,0 1,9 13,9 578,2 1,6 10,0
 (Cr6+)
 [Cr3+/ 0,619 0,645 0,841 1,332
 [Cr4++6+]]
 O 1s 529,7 1,1 38,7 529,6 1,0 29,2 529,5 1,1 45,6 529,6 1,2 48,5
 (O1)
 531,1 2,0 40,0 531,0 1,8 35,3 531,0 1,7 47,3 531,0 1,7 44,1
 (O2)
 532,4 1,9 21,3 532,5 1,7 35,5 532,5 2,0 7,1 532,5 1,8 7,3
 (O3)
1131
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Khoa học Tự nhiên, 5(2):1125-1134
 Hình 4: (a) Kết quả XPS của O 1s của các mẫu khối CuCr1−xMgxO2 theo sự thay đổi tỷ lệ tạp chất Mg. (b, e) là phổ
 quang điện tử tia X của từng mẫu khối CuCr1−xMgxO2 được phân giải thành ba đỉnh thành phần dựa trên sự phối
 hợp giữa hàm Gaussian – Lorentzian theo tỷ lệ phù hợp
 TÀI LIỆU THAM KHẢO CuScO2 and CuYO2. Chem. Mater. 2004;16(26):5623. Available
 from: https://doi.org/10.1021/cm048982k.
 1. Lawrence-Livermore-National-Laboratory. Estimated U.S. En- 9. Liu Q, Zhao Z, Yi J. Excess oxygen in delafossite CuFeO2+δ:
 ergy Consumption in 2019. 2019;Available from: https:// Synthesis, characterization, and applications in solar energy
 flowcharts.llnl.gov/. conversion. Chem. Eng. J. 2020;396:125290. Available from:
 2. Pham ATT, Luu TA, Pham NK, Ta HKT, Nguyen TH, Van Hoang https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.125290.
 D, Multi-scale defects in ZnO thermoelectric ceramic materi- 10. Bredar ARC, Blanchet MD, Comes RB, Farnum BH. Evidence
 als co-doped with In and Ga. Ceram. Int. 2020; 46(8) :10748- and influence of copper vacancies in p-type CuGaO2 meso-
 58;Available from: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.01. porous films. ACS Appl. Energy Mater. 2019;2(1):19–28. Avail-
 084. able from: https://doi.org/10.1021/acsaem.8b01558.
 3. Chen Z, Jian Z, Li W, Chang Y, Ge B, Hanus R. Lattice disloca- 11. Mattheiss LF. Electronic properties of the ordered
 tions enhancing thermoelectric pbte in addition to band con- delafossite-type superoxygendes YCuO2+δ. Phys. Rev. B.
 vergence. Adv Mater. 2017;29(23):1–8. PMID: 28397364. Avail- 1993;48(24):18300–18303. PMID: 10008480. Available from:
 able from: https://doi.org/10.1002/adma.201606768. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.48.18300.
 4. Shuai J, Sun Y, Tan X, Mori T. Manipulating the Ge va- 12. Rudradawong C, Ruttanapun C. Effect of excess oxygen for
 cancies and ge precipitates through cr doping for realizing CuFeO2.06 delafossite on thermoelectric and optical proper-
 the high-performance gete thermoelectric material. Small. ties. Phys. B Condens Matter. 2017;526:21–27. Available from:
 2020;16(13):1906921. PMID: 32105400. Available from: https: https://doi.org/10.1016/j.physb.2017.09.046.
 //doi.org/10.1002/smll.201906921. 13. Daichakomphu N, Harnwunggmoung A, Chanlek N, Sak-
 5. Zhang W, Sato N, Tobita K, Kimura K, Mori T. Unusual lattice dy- danuphab R, Sakulkalavek A. Figure of merit improvement of
 namics and anisotropic thermal conductivity in in2te5due to delafossite CuAlO2 with the addition of Fe and graphene. J
 a layered structure and planar-coordinated Te-Chains. Chem Phys. Chem. Solids. 2019;134:29–34. Available from: https:
 Mater. 2020;32(12):5335–5342. Available from: https://doi. //doi.org/10.1016/j.jpcs.2019.05.032.
 org/10.1021/acs.chemmater.0c01710. 14. Amrute AP,Łodziana Z, Mondelli C, Krumeich F, Pérez-Ramírez
 6. Mori T. Novel principles and nanostructuring methods for J. Solid-state chemistry of cuprous delafossites: synthesis and
 enhanced thermoelectrics. Small. 2017;13(45):1–10. PMID: stability aspects. Chem. Mater. 2013;25(21):4423–4435. Avail-
 28961360. Available from: https://doi.org/10.1002/smll. able from: https://doi.org/10.1021/cm402902m.
 201702013. 15. Guilmeau E, Poienar M, Kremer S, Marinel S, Hébert S, Frésard
 7. Hoang VD, Thanh PAT, Thi THK, Nguyen TH, Pham NK, Hoa LT, R, Mg substitution in CuCrO2delafossite compounds. Solid
 Effects of multi-scale defects on the thermoelectric proper- State Commun. 2011;151(23):1798–1801. Available from:
 ties of delafossite CuCr1-xMgxO2 materials. J. Alloys & Compd. https://doi.org/10.1016/j.ssc.2011.08.023.
 2020;844:156119. Available from: https://doi.org/10.1016/j. 16. Ono Y, Satoh K, Nozaki T, Kajitani T. Structural, mag-
 jallcom.2020.156119. netic and thermoelectric properties of delafossite-type oxy-
 8. Ingram BJ, Harder BJ, Hrabe NW, Mason TO, Poeppelmeier gende, CuCr1- xMgxO2 (0 ≤ x ≤0.05). Jpn. J. Appl. Phys.
 KR. Transport and defect mechanisms in cuprous delafossites.
 1132
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Khoa học Tự nhiên, 5(2):1125-1134
 2007;46(3A):1071–1075. Available from: https://doi.org/10. thanum chromites. J. Electroceramics. 1999;4(SUPPL.1):121–
 1143/JJAP.46.1071. 128. Available from: https://doi.org/10.1023/A:1009971028329.
 17. Chikoidze E, Boshta M, Gomaa M, Tchelidze T, Daraselia D, 24. Kaya IC, Akin S, Akyildiz H, Sonmezoglu S. Highly efficient tan-
 Japaridze D. Control of p-type conduction in Mg doped dem photoelectrochemical solar cells using coumarin6 dye-
 monophase CuCrO2 thin layers. J. Phys. D: Appl. Phys. sensitized CuCrO2 delafossite oxygende as photocathode.
 2016;49(20):205107. Available from: https://doi.org/10.1088/ Sol. Energy. 2018;169:196–205. Available from: https://doi.
 0022-3727/49/20/205107. org/10.1016/j.solener.2018.04.057.
 18. Tripathi TS, Karppinen M. Enhanced p-type transparent semi- 25. Wuttig A, Krizan JW, Gu J, Frick JJ, Cava RJ, Bocarsly AB. The
 conducting characteristics for ALD-Grown Mg-Substituted effect of Mg-doping and Cu nonstoichiometry on the pho-
 CuCrO2 thin films. Adv. Electron Mater. 2017;3(6):1600341. toelectrochemical response of CuFeO2. J. Mater. Chem. A.
 Available from: https://doi.org/10.1002/aelm.201600341. 2017;5(1):165–171. Available from: https://doi.org/10.1039/
 19. Bredar ARC, Blanchet MD, Comes RB, Farnum BH. Evidence C6TA06504J.
 and influence of copper vacancies in p-type CuGaO2 Meso- 26. Lin F, Gao C, Zhou X, Shi W, Liu A. Magnetic, electrical and
 porous Films. ACS Appl. Energy Mater. 2019;2(1):19–28. Avail- optical properties of p-type Fe-doped CuCrO2 semiconduc-
 able from: https://doi.org/10.1021/acsaem.8b01558. tor thin films. J. Alloys. Compd. 2013;581:502–507. Available
 20. Lin F, Gao C, Zhou X, Shi W, Liu A. Magnetic, electrical and from: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2013.07.160.
 optical properties of p-type Fe-doped CuCrO2 semiconduc- 27. Nie S, Liu A, Meng Y, Shin B, Liu G, Shan F. Solution-processed
 tor thin films. J. Alloys Compd. 2013;581:502–507. Available ternary p-type CuCrO2 semiconductor thin films and their
 from: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2013.07.160. application in transistors. J. Mater. Chem. C. 2018;6(6):1393–
 21. Fugate EA, Biswas S, Clement MC, Kim M, Kim D, Asthagiri A, 1398. Available from: https://doi.org/10.1039/C7TC04810F.
 The role of phase impurities and lattice defects on the elec- 28. Lim SH, Desu S, Rastogi AC. Chemical spray pyrolysis depo-
 tron dynamics and photochemistry of CuFeO2 solar photo- sition and characterization of p-type CuCr1-xMgxO2 trans-
 cathodes. Nano Res. 2019;12(9):2390–2399. Available from: parent oxygende semiconductor thin films. J. Phys. Chem.
 https://doi.org/10.1007/s12274-019-2493-6. Solids. 2008;69(8):2047–2056. Available from: https://doi.org/
 22. Rastogi AC, Lim SH, Desu SB. Structure and optoelectronic 10.1016/j.jpcs.2008.03.007.
 properties of spray deposited Mg doped p-CuCrO2 semicon- 29. Bywalez R, Götzendörfer S, Löbmann P.Structural and physical
 ductor oxygende thin films. J Appl. Phys. 2008;104(2):023712. effects of Mg-doping on p-type CuCrO2 and CuAl0.5Cr0.5O2
 Available from: https://doi.org/10.1063/1.2957056. thin films. J. Mater Chem. 2010;20(31):6562–6570. Available
 23. Sakai N, Tsunoda T, Fukumoto N, Kojima I, Yamaji K, Horita from: https://doi.org/10.1039/b926424h.
 T. TEM, XPS and SIMS analyzes on grain boundary of lan-
 1133
Science & Technology Development Journal – Natural Sciences, 5(2):1125-1134
 Open Access Full Text Article Research Article
Investigating the existence of oxygen interstitial in CuCr1−xMgxO2
[0.00 ≤ X ≤ 0.30] thermoelectric materials by X-Ray photoelectron
spectroscopy [XPS]
Dung Van Hoang1,2,3,*, Anh Tuan Thanh Pham1,2, Thu Bao Nguyen Le2,4, Truong Huu Nguyen1,2,
Thang Bach Phan1,2,3, Vinh Cao Tran1,2
 ABSTRACT
 Climate change is promoting researches on materials which is capable of converting environmen-
 tally friendly energy, in which materials that convert heat into electricity are receiving significant
 Use your smartphone to scan this attention, because their ability of converting heat to electricity not only generates the electricity
 QR code and download this article but also contributes to slow down the consumption of fossil fuel. The existence of point defects in
 the semiconductors greatly effected properties of materials, especially thermoelectric properties.
 Therefore, the study of defects in materials is a popular research trend today. In this study, we focus
 on evaluating the existence of oxygen interstitial in CuCr1−xMgxO2 [0.00 ≤ x ≤ 0.30] compounds,
 because oxygen interstitial greatly affected the thermoelectric properties of this material. Based
 on X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis, at the large ratio of Mg impurity x = 0.15, the
 compound had the highest percentage of oxygen interstitial and was also a good thermoelectric
 material. In addition, it could be also seen that CuCrO2 material being doped a large Mg doping
 ratio (x = 0.15) was suitable for thermal-to-electrical applications rather than the ones with a small
 ratio (x ≤ 0.05).
 Key words: thermoelectric material, delafossite, oxygen interstitial, XPS
 1Laboratory of Advanced Materials,
 University of Science, HoChiMinh City,
 Vietnam
 2Vietnam National University,
 HoChiMinh City, Vietnam
 3Center for Innovative Materials and
 Architectures, HoChiMinh City, Vietnam
 4Department of Mathematics and
 Physics, University of Information
 Technology HoChiMinh City, Vietnam
 Correspondence
 Dung Van Hoang, Laboratory of
 Advanced Materials, University of
 Science, HoChiMinh City, Vietnam
 Vietnam National University, HoChiMinh
 City, Vietnam
 Center for Innovative Materials and
 Architectures, HoChiMinh City, Vietnam
 Email: hvdung@hcmus.edu.vn
 History
 • Received: 14-11-2020 
 • Accepted: 23-3-2021 
 • Published: 30-4-2021
 DOI : 10.32508/stdjns.v5i2.973 
 Cite this article : Hoang D V, Pham A T T, Le T B N, Nguyen T H, Phan T B, Tran V C. Investigating the 
 ≤ ≤
 existence of oxygen interstitial in CuCr− 1 xMgxO2 [0.00 X 0.30] thermoelectric materials by X-Ray 
 photoelectron spectroscopy [XPS]. S ci. Tech. Dev. J. - Nat. Sci.; 5(2):1125-1134.
 1134