Bi₀.₄Sb₁.₆Te₃层状热电材料

ZT≈1.54 @373 K

利用层内范德瓦尔斯界面原子动力学，实现优异的热电优值，突破层状材料解耦载流子与声子输运的限制。

Mansoor, Adil · Jabar, Bushra · Shah, Syed Shoaib Ahmad · Javed, Muhammad Sufyan · Najam, Tayyaba · Ishaq, Muhammad · 陈烁 · 李福 · Shi, Xiaolei · 陈月兴 · Liang G. · Chen, Zhigang · 郑壮豪

Energy and Environmental Sciences 2025

具体参数

热电优值(ZTmax)
{'zh': '1.54', 'en': '1.54'}
功率因子
{'zh': '49', 'en': '49'} μW cm⁻¹ K⁻²
热导率
{'zh': '0.97', 'en': '0.97'} W m⁻¹ K⁻¹

技术优势

功率因子大幅提升

掺杂引起的范德瓦尔斯层原子扩散和晶体-非晶二元性优化了电子和化学环境，提高了载流子浓度并维持了塞贝克系数，从而获得约49 μW cm⁻¹ K⁻²的功率因子。

热导率显著降低

原子尺度的表面重构和缺陷有效散射声子，使总热导率降低至约0.97 W m⁻¹ K⁻¹。

超高热电优值

由于功率因子和热导率的协同优化，在约373 K时实现了约1.54的ZTmax。

普适性材料工程策略

通过独特的掺杂依赖性原子工程，利用层内范德瓦尔斯键/相互作用，可推广至其他层状结构以调控热电性能。

应用场景