电子晶体-声子玻璃及热电材料研究的最新进展

论述了新型的热电材料———电子晶体 声子玻璃的结构特征和热电特性 ,着重介绍了填充原子对Skutterudite结构材料的电子传输和热传输性能的影响 ,介绍了进一步提高材料热电性能的其它途径 ,提出了这类材料发展的方向和亟待解决的问题。

Skutterudite类型材料最新研究进展

Skutterudite类型材料是近年来倍受关注的新型复杂结构热电材料。本文从三个方面分别回顾和展望Skutterudite材料近期的研究热点:1) 声子玻璃–电子晶体物理图景;2) Skutterudite类型材料在压强下结构以及热电性质变化;3) 不同填充情况对Skutterudite材料热电转化效率的影响。

热电材料在发电和制冷方面的应用前景及研究进展

本文介绍了热电效应的基本原理 ,阐述了热电材料在发电和制冷方面的应用前景 ,分析了可能具有较高ZT值的几个新概念 ,包括低维热电材料、氧化物热电材料。

热电材料的最新进展

简要介绍热电效应及利用热电效应实现温差发电和通电制冷的原理. 评估了热电材料的性能因子Z , 热电材料的研究发展过程及近几年的最新研究动向, 给出评价理想热电材料的必要条件及改善性能因子Z的可能途径, 并指出热电材料在绿色能源工程及制冷技术上的广阔应用前景.

热电材料研究中的基础物理问题

热电转换技术主要包括利用半导体材料的泽贝克(Seebeck)效应将热能直接转化成电能和利用佩尔捷(Peltier)效应直接将电能转化成热能.文章简单回顾了热电转换材料中的物理效应及相关研究进展,重点介绍了常规热电材料(即窄带半导体)中的一些基本物理问题,其中包括一个好的热电材料应该具有的特性,以及提高半导体材料的电导率和泽贝克系数,降低热导率的物理机制和方法.文章还介绍了近年来电子晶体-声子玻璃类材料以及低维热电材料等热点问题的研究进展.最后还简单讨论了非常规热电材料的研究现状与趋势.

填充方钴矿热电材料:从单填到多填

以传统窄带半导体材料为主要对象的高性能热电材料研究近年来发展迅速并取得了明显进展.本文以含本征晶格孔洞的笼状结构CoSb3基方钴矿化合物的相关研究为主线,综述近年来热电材料的主要研究进展,并分析了杂质原子在孔洞中部分填充特性为基础的填充方钴矿化合物的结构调控、电-热输运性能协同调控、以及热电性能优化的内在物理机制及其实验实现.在本征孔洞结构的方钴矿化合物中引入部分填充的杂质原子,通过局域声子散射而显著降低晶格热导率,同时可以优化电输运性能.研究还发现这样一类特殊结构化合物的电热输运性能可以通过选择不同价态与不同局域振动频率的多种不同填充原子的组合填充而实现可以近乎独立地调控与优化,热电优值达到1.7@850K,实现了明显具有"声子玻璃-电子晶体"特征的一类高性能热电材料.研究工作一方面明显提高了填充方钴矿材料的热电性能,另一方面加深了相关物理机制的理解,对进一步的新热电材料体系的设计具有指导意义.