我校葛炳辉教授以共同通讯作者在Joule和Energy & Environmental Science合作发表热电材料最新研究成果

发布时间:2019-05-13

本网讯(物质科学与信息技术研究院供稿)近期,我校物质科学与信息技术研究院电镜中心葛炳辉教授借助球差矫正电镜研究,与同济大学裴艳中教授,浙江大学朱铁军教授以及南方科大张文清教授等合作在热电材料研究领域取得系列进展,相关研究成果以共同通讯作者分别发表在Cell的姊妹刊Joule以及能源与环境领域顶级刊物Energy & Environmental Science(影响因子30.067)上。

在全球能源需求日益增大的时代背景下,热电材料作为一种能够在材料内部实现热能和电能转换的功能型材料引起大家重视。由于热电材料的电学性能参数之间具有强的耦合作用,独立降低材料的晶格热导率便得到了广泛研究。研究表明,缺陷结构的引入能够促进声子散射从而显著降低材料的晶格热导率。而透射电镜由于能够观察到纳米乃至原子尺度的微观细节,在缺陷结构的微观表征方面有着巨大的优势。

葛炳辉教授与同济大学裴艳中教授等合作研究发现,单纯通过退火可以改变材料中的位错密度,从而影响晶格应变,进而显著的降低晶格热导。由于没有改变材料组分并没有影响载流子迁移率,从而可获得材料的高的热电优值,即提出了提高热电材料性能一种新的策略,晶格应变调控工程。这部分工作发表在Cell的姊妹刊Joule(https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(19)30088-1

葛炳辉教授与浙江大学朱铁军教授以及南方科大张文清教授合作,在一类带空位的19电子的half-Heulster合金中首次发现了一种长程有序和短程有序共存的现象,如下图所示,即在代表晶体的基本结构衍射之外,还存在波纹状的漫散带,蒙特卡洛模拟显示材料中存在34个空位形成的空位对。由于长程有序的晶体结构可以提供高的载流子迁移率,而大量空位造成的短程有序可以有效的散射声子,使得这类带缺陷的19电子half-Heulster合金同时具有高的电导和低的热导,成为一类有前途的热电材料。这个发现对于研究这类材料提供微观结构支持,同时,也提出一种调控热电性能的新方式,即调控材料的有序度。这部分工作发表在Energy & Environmental Sciencehttps://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2019/EE/C8EE03654C#!divAbstract,影响因子30.067



返回原图
/