熱電変換材料は、熱エネルギーと電気エネルギーに直接変換は、航空宇宙特別な力/熱流管理、熱/コージェネレーションと携帯冷凍技術における重要な用途を有して実現することができる。熱電特性は、無次元性能指数（ZT =S2σT /κ）に高い変換効率によって特徴付けられるが、可能な限り力率S2σ材料を向上させるために、熱伝導率κを最小限に抑える必要があります。最近、SnSe SnTeで環境にやさしい新しい熱電材料の他のタイプ、材料技術の寧波研究所エンジニアリング、高度な製造の中国科学院の周りにオプトエレクトロニクス機能材料とデバイスのチームは、理論と実験とを緊密に統合しており、熱電特性の制御に関する一連の研究を行っています。
2014年にNature Magazineによって報告された新しい熱電材料SnSeは、非常に低い熱伝導率（0.3W -1K-1）と現在の最大ZT値（2.6）、しかし、研究者らは、熱電材料SnSeのその後の性能が広く乏しい再現変化することを発見した。したがって、チームのレベルは、気相法、高品質な単一の製剤を開発SnSe結晶、その真性キャリアの輸送、及びフォノン輸送キャリア位相測定値に関連する変更を行う。2.0Wの室温固有熱伝導率で見出され、SnSe単結晶 -1K-1、773Kで0.55Wに減少 -1K-1この研究は、前とSnSe後の相変化キャリア濃度、移動度の変化、有効質量、および温度と変形ポテンシャル定数を示し、単一の放物線バンドモデルは、SnSeの固有の適切な担体輸送を記載しましたSnSeの性能制御のアイデアと、SnSe最適化された熱電性能の妥当な予測を示しています。関連する研究結果は、ACS Energy Lett。
バンドギャップエンジニアリングは、熱電材料の電気的特性を調整するための有効な方法である。前作では、チームは、熱電特性にSnTeでの最適化を達成するためのメカニズム、そして明確に「縮退価電子帯」と「共鳴レベル」を介してエネルギープロジェクトの二種類となっています低濃度とMgとMn、Cd及びHgの、又は相乗効果であろう規制機構の2種類の共ドープすることができるような量で、達成された熱電性能がSnTeで大きな温度領域を強化する。ホットによってチームを研究で-HG SnTeを共ドープしたサンプルは、2つの調節機構が相乗的に有意ゼーベック係数を改善することが確認された。さらに、研究は、温度が域共振レベル制御との相乗効果であろう徐々に競争効果に上昇することを示した。の調製熱電材料のエネルギーバンド工学の設計内容をさらに充実させました。関連する研究成果はJ.Materiomicsに掲載されました。
設計は、フォノン輸送物質の規制の効果的な方法である。ナトリウム二硫化モリブデン層の少量の間に挿入されたチーム、特に熱電材料の積層材料において、格子熱伝導率は、研究の大幅な削減を達成すること、インターカレートされたMoSのNa 2格子熱伝導率の低下は主にフォノン振動周波数の減少と局部フォノン周波数分岐の増加の2つの側面に反映される。NaインターカレーションMoS 2フォノンの寿命が1〜2桁を低減するように非調和増強された低フォノン相互作用の後だけでなく、この研究では、深さを提供するために、熱電材料の熱伝導率の調節と同様であり、複数のチャネルのフォノン散乱を追加理解し、実現可能なアイデア、関連する研究結果がJ. Phys。Chem。
この研究は、国立Zirankexue基金委員会、国家の重要なR＆Dプログラム、浙江省優秀青年基金、Zirankexue浙江省寧波科学技術イノベーション基金と他のチームによって賄われていました。
図1. SnSe単結晶の調製と熱電値
図2. InとHgを共添加したSnTeのゼーベック係数の増加
図3. NaインターカレートしたMoS2の格子熱伝導率
