施。
[0025]“脉冲电流”可理解为具有随时间变化的幅度的电流，如具有高于脉冲之间的值的峰值的电流，如至少高2倍，如至少高5倍，如至少高10倍，如至少高100倍，如至少高1000倍，如秒冲之间的电流基本为零，如为零。“脉冲电流”可理解为具有多个脉冲，如电流随时间增加和减小，如每秒钟至少5个秒冲，如每秒钟至少10个脉冲，如每秒钟至少20个脉冲，如每秒钟至少50个脉冲，如每秒钟至少100个脉冲。所述脉冲可具有宽度，如通过半最大值全宽度(FWHM)所描述的，其中所述宽度在0.01ms-ls之内，如在0.01ms-0.5s之内，如在0.lms-0.5s之内，如在0.5ms_0.5s之内，如在lms-0.5s之内，如在lms-0.1s之内，如在lms-50ms之内，如在Ι-lOms之内，如在l_5ms之内，如在2_4ms之内。所述电流的峰值可为高于1A，如高于5A，如高于10A，如高于50A，如高于100A，如高于150A，如高于200A，如高于250A，如高于300A，如高于500A，如高于1000A。在具体实施方案中，所述脉冲的持续时间为3.3毫秒。在具体实施方案中，脉冲电流周期性施加，其中每个周期包括许多脉冲，如12个(相当于如39.6毫秒)，然后许多无电流时期，如2个(相当于如6.6ms)。在具体实施方案中，所述脉冲的峰值可为如200安培或300安培。
[0026](电)流可理解为电流，即电荷的流动。
[0027]“容器”可理解为容纳或可容纳粉末或固体元件的任何事物，并且可以理解为包括可保存许多粉末而将所述粉末暴露于压力的任何实体。在具体实施方案中，所述容器可通过冲模来呈现。
[0028]“冲模”可理解为在冲压期间用于保存材料如为粉末或固体元件的材料的器件。所述冲模可为如钢铁或石墨的中空器件。
[0029]“同时地”可理解为许多事件同时发生，即在同一时间段内，如其中第一事件发生的时间段与第二事件发生的时间段重叠。在具体实施方案中，第一事件为施加脉冲电流以及第二事件为施加压力，并且可以理解如果施加脉冲电流的时期与施加压力的时期重叠，然后施加脉冲电流的步骤和施加压力的步骤重叠并且可被称为同时发生。
[0030]“烧结”可理解为通过加热引起结块的过程，如其中金属颗粒通过熔融所述金属颗粒的表层而结合在一起的过程，其中金属颗粒被放置为彼此相邻而且物理接触。
[0031]“合成”可理解为其中通过将一个或多个其它化合物(如Zn和Sb)暴露于特定条件，如施加脉冲电流和压力(其可同时施加)而提供新化合物(如P_Zn4Sb3)的过程。
[0032]应该注意，在本申请和所附权利要求书中，术语“具有化学计量式Zn4Sb3的材料”将被理解为具有传统上和常规上已被称为Zn4Sb3的化学计量和具有Zn 4Sb;体结构的材料。然而，近来发现，具有所述Zn4Sb3晶体结构的这些材料含有形成精确化学计量Zn12.S2Sb10 (相当于化学计量Zn3.S46Sb3)的填隙锌原子(cf.Disordered zinc inZn4Sb3with Phonon Glas，Electron Crystal Thermoelectric Properties, Snyder, G.J.;Christensen, M.;Nishibori，E.;Rabiller,P.;Caillat,T.; Iversen, B.B.，NatureMaterials2004，3，458—463;and Interstitial Zn atoms do the trick inThermoelectric Zinc Antimonide, Zn4Sb3.A combined Maximum Entropy MethodX-Ray Electron Density and an Ab Init1 Electronic Structure Study, Cagl1ni,F.;Nishibori,20E.;Rabiller, P.;Bert ini,L.;Christensen,M.;Snyder,G.J.;Gatti, C.; Iversen, B.B.，Chem.Eur.J.2004，10，3861-3870)。在本申请及所附权利要求书中，相对于Zn原子的20mol%或更少的总量的选自包含Sn、Mg、Pb和过渡金属的组的一种或多种元素的可选性取代为基于精确化学计量Zn4Sbj^ Zn原子数量。因此，具有最大金属X取代度的材料的化学计量为Zn3.2xasSb3。
[0033]根据本发明的另一个实施方案，有提供生产包含Zn4Sb3的固体元件，如粒料的方法，其中在组合的合成和烧结过程之前不进行混合粉末的烧结。
[0034]根据本发明的另一个实施方案，有提供用于生产包含Zn4Sb3的固体元件，如粒料的方法，所述方法由以下步骤组成:
[0035]-混合元素锌和元素锑的粉末以便获得包含元素锌和元素锑的混合粉末，如包含至少50wt%的元素锌和/或元素铺，
[0036]-将所述混合粉末置于容器如冲模中，以及
[0037]-进行组合的合成和烧结过程，包括:
[0038]-施加脉冲电流通过所述混合粉末，以便增加混合粉末的温度至200-1000摄氏度的区间，以及
[0039]-向所述混合粉末施加至少1兆帕斯卡的压力，并且
[0040]其中，施加脉冲电流通过所述混合粉末和向所述混合粉末施加压力的步骤同时发生。
[0041]根据本发明的另一个实施方案，有提供一种方法，其中所生产固体元件为相纯的，如至少90.0wt%为Zn4Sb3，如至少95.0wt%为Zn4Sb3，如至少98.0wt%为Zn4Sb3，如至少99.0wt%为Zn4Sb3，如至少99.5wt%为Zn4Sb3，如至少99.9wt%为Zn4Sb3。“相纯度”可理解为在所述固体元件中基本上仅仅单相存在，如单相。具有相纯材料的可能的优势为所述固体元件的热电特性，如随时间或当暴露于高温或热循环时维持高zT值的能力。
[0042]在本发明的具体实施方案中，所述Zn4Sb3相为β -Zn 4Sb3(beta_Zn4Sb3)。
[0043]根据本发明的另一个实施方案，有提供一种方法，其中所生产的固体元件具有至少90%的相对密度，如至少95%，如至少98%，如至少99%，如至少99.5%，如至少99.9%，如对于6.39g/cnT3所测量的，即100%的相对密度可理解为6.39g/cnT3的密度。具有较高相对密度的优势可能为，当固体元件不够致密时，热电和机械特性易于退化。其全部内容通过引用合并于此的 Pedersen, B.L., et al., Appl.Phys.Lett., 89, 2006 的文章 “ Influence ofsample compact1n on the thermoelectric performance of Zn4Sb3，，为关于 Zn4Sb3 的研究，其显示从91%到99%的密度变化改变了三个的因子在400K的zT值。
[0044]根据本发明的另一个实施方案，有提供一种方法，其中所生产的固体元件为机械温度的。所述固体元件的增加的机械稳定性可确保样品可经受简单的处理如用手的移动和一般处理。在本发明的实施方案中，固体元件的硬度在0.l-10GPa，比如在0.5-5GPa，比如在l-4GPa，比如在1.5-3GPa，比如至少0.5GPa，比如至少lGPa，比如至少1.5GPa，比如至少2GPa，比如至少2.5GPa，比如至少3GPa。
[0045]根据本发明的另一个实施方案，有提供一种方法，其中所述方法进一步包括将包含锌的元件放置于邻近混合粉末的步骤，如与混合粉末物理接触，如与混合粉末电接触，到如此程度以致在施加脉冲电流通过混合粉末的步骤期间允许锌离子从所述元件电迀移至混合粉末。通过具有邻近混合粉末的包含锌的元件，由于Zn可出自邻近混合粉末的包含锌的元件，所以Zn的电迀移(其可存在，由于Zn在所施加电流的影响下可在混合粉末内迀移)的副作用可基本上被克服，例如被克服，并且在混合粉末中枯竭的区域再补充Zn。
[0046]根据本发明的另一个实施方案，其中包含Zn的元件为箔。箔可理解为凝聚层，其一个维度相对于另外两个维度是小的。所述箔可为柔性的。在制备期间使用箔的优势可能为，在以快速和简单的方式制造期间相对薄的材料层可放置于正确的位置。另一个可能的优势可能为，当使用箔时，包含Zn的元件可获得明确的材料成分、纯度和厚度。在另一个可能的实施方案中，第二层为固体、刚性元件，如在至少2个维度上具有类似于所述固体元件的尺寸。在另一个可能的实施方案中，在制备期间包含锌的元件呈现为被压缩的粉末。在另一个可能的实施方案中，在制备期间包含锌的元件呈现为被压缩的粉末。
[0047]根据本发明的另一个实施方案，有提供一种方法，其中施加到混合粉末的压力为至少60兆帕斯卡，如60兆帕斯卡以上，如至少65兆帕斯卡，如至少70兆帕斯卡，如至少80兆帕斯卡，如至少85兆帕斯卡，如至少90兆帕斯卡，如至少95兆帕斯卡，如至少100兆帕斯卡，如1