熱電材料可以利用各種熱源，包括太陽(yáng)能、地?zé)岷陀酂幔诓辉黾蝇F(xiàn)有污染物的情況下產(chǎn)生清潔的電力。熱電裝置可以直接將熱量轉(zhuǎn)化為電能而不產(chǎn)生污染物，并且在過(guò)程中，沒(méi)有機(jī)械噪音和振動(dòng)，從而確保發(fā)電過(guò)程的可持續(xù)運(yùn)行，是解決全球能源短缺問(wèn)題的有效途徑之一。
近期，煙臺(tái)大學(xué)物電學(xué)院計(jì)算物理團(tuán)隊(duì)利用第一性原理的計(jì)算方法，全面研究了雙堿金屬鉍化合物L(fēng)i2NaBi的熱輸運(yùn)和熱電性質(zhì)。通過(guò)力學(xué)性能計(jì)算和從頭算分子動(dòng)力學(xué)模擬，發(fā)現(xiàn)Li2NaBi具有良好的耐久性和高溫?zé)岱€(wěn)定性。此外，較強(qiáng)的四聲子散射導(dǎo)致晶格熱導(dǎo)率在高溫下迅速下降，在900 K時(shí)只有0.73 Wm-1K-1。同時(shí)，以共價(jià)鍵結(jié)合的Bi-Bi原子框架提供了較高的電導(dǎo)率和載流子遷移率。研究發(fā)現(xiàn)n型和p型摻雜都能捕獲非常高的功率因子和優(yōu)異的熱電性能。其中，p型Li2NaBi在900 K時(shí)的ZT值高達(dá)2.66，幾乎是經(jīng)典熱電材料PbTe的兩倍。因此，Li2NaBi是一種很有前途的熱電候選材料。價(jià)格低廉、重量輕、耐用等優(yōu)點(diǎn)使其具有大規(guī)模應(yīng)用的潛力。
該成果以“Strong anharmonic phonon scattering and superior thermoelectric properties of Li2NaBi”為題發(fā)表在《Materials Today Physics》（影響因子11+）上。我校趙銀昌教授、戴振宏教授以及清華大學(xué)倪軍教授、中科院物理所孟勝研究員為論文共同通訊作者。
文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.mtphys.2023.100990
來(lái)稿時(shí)間：3月6日 審核：曲世金 責(zé)任編輯：徐揚(yáng)
