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我所层状硫化物热电材料研究取得重要进展
发布日期：2015-10-27浏览次数：836
| 热电材料是一种利用材料内部载流子和声子输运及其相互作用来实现热能和电能相互转换的功能材料。随着当今能源危机的日益严重，这种能量转换技术正逐步成为材料和能源科学研究的新热点，因此探索高性能的热电材料具有很强的现实意义。然而当前大多数高性能的热电材料需要复杂的制备工艺流程和昂贵的掺杂程序，因此极大限制了热电材料的大规模应用；尤其对于人工结构本身，其内在的热电机理研究仍存在很大挑战。为此，我所昂然研究员最近与日本国家物质材料研究机构Takao Mori教授、日本理化研究所Ryuhei Nakamura教授合作，从1800米深海中成功获取天然的、具有层状黄铜矿结构的Cu1+xFe1-xS2矿藏，发现该体系具有很好的热电发电特性：即电阻率表现为半导体行为，而热电性质表现出巨大的热电势和功率因子。该研究给出一系列实验证据(如扫描电镜SEM、磁性、Hall效应、热电性质测量等)和理论计算证实“电子-磁子散射”和巨大的有效质量是诱导高热电性能的关键，表明掺杂载流子和反铁磁自旋存在强烈的耦合。该项研究成果证明热电能源发电和电子/空穴载流子调控在天然的矿藏中是可行的，尤其对于设计表面形貌工程的电子器件和低花费的热电能源器件具有重要的现实指导意义。 相关研究成果发表在化学领域著名期刊 Angew. Chem. Int. Ed. 54, 12909-12913 (2015)。  |
