二维硅锗单层

超低晶格热导

三种稳定的SixGey单层，晶格热导率比硅烯/锗烯显著降低，塞贝克系数提高，为纳米尺度热电转换提供新选择。

Wei, Haoran · Xiao, Xiaoliang · Jin, Xin · Xiaolin, Wan · Li, Shi · Yuanhao, Duan · 范靖 · Wang, Rui · Wu, Xiaozhi

ACS Applied Nano Materials 2025

参数信息

晶格热导率

1.15 W m-1 K-1

塞贝克系数

100 μV/K

热电优值

0.15

热电优值

0.13

热电优值

0.11

技术优势

晶格热导率更低

300 K下晶格热导率为1.15–1.43 W m⁻¹ K⁻¹，比传统二维材料硅烯和锗烯显著降低，有利于维持温差。

zT值更高

700 K下三个单层的zT值达到0.11–0.15，远高于硅烯的0.02和锗烯的0.05，热电转换效率提升数倍。

应用场景

• 芯片热管理：将芯片废热转化为电能，降低热点温度。
• 自供电可穿戴设备：利用体温与环境温差发电，为可穿戴传感器供电。
• 微纳能量收集：回收微纳尺度废热，为微型电子器件供能。
• 半导体冷却：基于珀尔帖效应实现微区主动制冷，替代传统散热。