李敬鋒課題組在熱電材料制備工藝與微納結(jié)構(gòu)調(diào)控研究方面取得進(jìn)展
????????7月8日，李敬鋒教授課題組在《先進(jìn)材料》(Advanced Materials)上在線發(fā)表了題為“熔融離心（Bi,Sb)2Te3: 微納結(jié)構(gòu)調(diào)控提升熱電性能（Melt-centrifuged (Bi,Sb)2Te3: engineering microstructure towards high thermoelectric efficiency) ”的研究論文。這項(xiàng)工作不僅開(kāi)發(fā)了一種全新的熔融離心工藝，成功實(shí)現(xiàn)了熱電材料微納結(jié)構(gòu)的跨尺度調(diào)控，而且理論和實(shí)驗(yàn)演示了位錯(cuò)陳列對(duì)碲化鉍基熱電材料的熱導(dǎo)率和熱電性能的重要影響。
? ? ? ? ?熱電材料與器件是近年來(lái)能源材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，其中具有較高熱電優(yōu)值的BiSbTe材料在固態(tài)電子制冷和低中溫廢熱發(fā)電等領(lǐng)域有著幾乎不可替代的應(yīng)用，如何進(jìn)一步提升其熱電性能一直備受關(guān)注。李敬鋒教授課題組與美國(guó)西北大學(xué)材料系Jeffrey Snyder教授課題組合作開(kāi)發(fā)了一種固液相共存熔融離心工藝，成功在BiSbTe熱電材料中引入了大量位錯(cuò)陣列和微孔。微孔和位錯(cuò)顯著降低了熱電材料的熱導(dǎo)率，相比傳統(tǒng)區(qū)熔鑄錠，晶格熱導(dǎo)率降低60%，從而顯著提高了熱電性能。系統(tǒng)的Debye模型分析表明微孔和位錯(cuò)對(duì)熱導(dǎo)率降低的貢獻(xiàn)各占50%。
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圖固液熔融離心工藝引入微孔和位錯(cuò)陣列有效降低熱導(dǎo)率，明顯提升熱電優(yōu)值
????????此次論文第一作者為材料學(xué)院2013級(jí)博士生潘瑜，通訊作者為清華大學(xué)材料學(xué)院李敬鋒教授，美國(guó)西北大學(xué)材料學(xué)院Jeffrey Snyder教授以及西北大學(xué)博士后Umut Aydemir。該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委科學(xué)中心項(xiàng)目、973項(xiàng)目和國(guó)家留學(xué)基金委等項(xiàng)目的支持。李敬鋒教授課題組一直關(guān)注碲化鉍等商用熱電材料的結(jié)構(gòu)調(diào)控和性能提升機(jī)理研究，在點(diǎn)缺陷、納米復(fù)合結(jié)構(gòu)調(diào)控以及織構(gòu)化工藝等方面發(fā)表了一系列論文（AFM2013、JMCC2015、NPG Asia Mater 2016、Adv Sci 2017）。
????????文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201802016
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