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热电材料电子结构有效调控得以实现
发布:lee_9124   时间:2018/1/11 20:02:16   阅读:350 
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中科院超导电子学卓越创新中心、中科院上海微系统所信息功能材料国家重点实验室和浙江大学合作,利用超高分辨角分辨光电子能谱和极低温量子输运测量两种互补技术,首次实现了对目前保持着热电优值最高纪录的热电材料硒化锡的精细电子结构表征,并成功利用“缺陷工程”实现了对该材料电子结构和热电性能的有效调控,为进一步利用能带工程合成和改进高效能热电材料提供了必要依据。相关成果日前发表于《自然—通讯》杂志。

据了解,研究人员发现,硒化锡的低能电子结构兼具独特的“多谷峰型”能带与类似石墨烯的线性色散。前者可极大增强材料的赛贝克系数,后者会导致材料中的电子有效质量减小进而有效增强材料的电导率。两者的共同作用使硒化锡材料的热电优值得到极大增强。

在此基础上,研究人员提出可从微观机理角度理解与寻找高热电优值材料的“布丁”模型。这也是人们首次从电子结构的角度理解硒化锡中非同寻常的热电物性。此外,此项研究还通过人为引入可控的二硒化锡杂质态和点位错,实现了在保持原有基本物性基础上对硒化锡材料中载流子浓度的有效调控,为将来利用“缺陷工程”这一成熟有效手段合成和改进高效能热电材料开辟了新的理论方向和技术基础。


来源:中国科学报
 


 
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