曲阜师范大学 - 《曲阜师大报》
曲阜师大高压科学研究团队在《自然—通讯》上发表最新成果
2024-06-15
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本报讯 （通讯员 刘晓兵 武楠）近期，曲阜师范大学物理工程学院高压科学研究团队张永胜教授与南京理工大学唐国栋教授和西安交通大学吴海军教授合作，在n型多晶SnSe热电性能研究方面取得新进展。研究人员通过理论和实验合作实现了n型多晶SnSe热电性能的突破，解决了热电材料领域内长期困扰的技术难题，为SnSe材料的商业化应用打下了坚实的基础。相关成果以 “Divacancyandresonancelevelenableshighthermoelectricperfor鄄manceinn-typeSnSepolycrystals”为题，发表于《自然-通讯》 （NatureCommunications,15,4231,2024），张永胜教授为文章第一通讯作者。
寻找新型高效热电材料或提升现有材料的热电性能是物理和材料科学中的重点和难点。SnSe单晶热电材料面世以来，其超高的热电性能引领了热电材料的研究。然而，单晶SnSe面临着合成制备困难和机械性能差等问题。曲阜师范大学物理工程学院高压科学研究团队与南京理工大学和西安交通大学合作，通过理解掺杂元素能级位置，模拟和合成制备了W掺杂n型多晶SnSe体系，研究了掺杂原子和SnSe中的双空位 （Sn和Se空位）对电输运和热输运的影响，发现W掺杂和双空位导致的共振能级效应和载流升高能够提升了材料的电学性能，而且微观结构的改变增强了声子散射降低热导率，最终使n型多晶SnSe的ZT值在773K达到2.2的纪录值。该工作揭示了多晶SnSe热电性能提升的物理机理，不但为今后热电材料性能调控提供新方案，而且为SnSe体系的商业化应用打下材料基础。