近来，中国科学院院士、西安交大资料学院资料强度组孙军教授，资料强度组丁向东教授、武水兵教授与深圳大学通力协作在探求相界面工程作用于ZrNiSn基半哈斯勒热电资料获得重要开展。此作业该鉴于现有研讨中相界面引发的载流子迁移率下降问题，以及单一能量势垒无法在全温度范围内提高态密度有用质量的局限性，团队立异性地将原子层堆积（ALD）技能应用于Half-Heusler合金。经过准确操控界面，成功完成了相界面工程的重大突破。

  团队选用ALD技能在ZrNiSn基资料外表堆积TiO2层，并经过高温烧结进程奇妙地势成了Ti-ZNSS层及ZrO2纳米颗粒，构建出具有复合共格相界面的立异结构。进一步探求了这种复合共格相界面临电子和声子传输的深远影响，并经过精密的界面工程战略，有用调控了界面能量势垒，完成了在全温度范围内对态密度有用质量的明显提高。一起，使用共格复合相界面在散射声子、下降晶格热导率的一起，坚持了较高的载流子迁移率，有用处理了传统相界面技能导致的载流子迁移率下降问题，并克服了单一能量势垒在高温下挑选低能载流子作用下降的缺点。经过优化ALD涂层的厚度，完成了ZrNiSn基资料zT值的最大化，达到了1.3的高zT值，这一效果不只改写了热电资料功能的记载，也处理了传统热电资猜中晶格热导率与载流子迁移率强耦合的技能难题，为热电资料的高功能化和实用化开展拓荒了新的路途。

  相关效果以《相界面工程优化半哈斯勒合金功能》（“Phase interface engineering enables state-of-the-art half-Heusler thermoelectrics”）为题宣布在《天然·通讯》（Nature Communications）上。西安交大为该论文榜首通讯作者单位，资料学院武水兵教授、丁向东教授和深圳大学刘福生教授、胡利鹏副教授为一起通讯作者，资料学院22级博士生张仪华和23级博士生彭古扬为论文一起榜首作者。该研讨得到了国家重点研制方案项目、基金委面上项目、西安交大青年优秀人才方案等项目的支撑。感谢西安交大剖析测验同享中心在电镜定性和定量结构表征和剖析的鼎力支撑。

  图1共格复合相作业时的解耦热电特性示意图。A.电子和声子在多标准相界面中的传输示意图。B.与其他高zTHH TE资料比较，本研讨中的TiO2=3.2 nm样品的zT与气温改变的曲线。C.能量过滤效应示意图。D.共格相界面的电子和声子传输示意图。

  别的，课题组与南京理工大学通力协作，立异性提出经过双空位缺点和共振能级协同提高n型SnSe热电功能新方法，根据这一思路，协作团队规划得到了具有Sn/Se双空位的WCl6掺杂n型多晶SnSe资料。研讨之后发现，WCl6掺杂和Se空位提高了资料载流子浓度，然后增强电导率。W掺杂在导带邻近导致共振能级效应，提高了资料的塞贝克系数，这一战略完成了对资料电导率和塞贝克系数的解耦，在n型SnSe中获得了高达7.95μW cm-1K-2的功率因子。一起，使用WCl6掺杂在n型SnSe中获得了很多的Sn空位，其与Se空位构成Sn/Se双空位缺点（图2），增强了短波长声子散射。一起富W/Cl纳米分出相构成强声子散射中心，使用多标准缺点在资猜中获得了0.24 W m-1K-1的超低晶格热导率，打破了n型SnSe资料晶格热导率最低值记载。凭借Sn/Se双空位缺点和共振能级效应，完成了对n型SnSe资料电声输运的协同调控，在n型SnSe基热电资猜中获得了高达2.2的ZT值，功能超过了国际上已报导的n型SnSe资料，并在国际上一切已报导的n型热电资料系统中处于领先水平。该研讨效果不只为新式高功能热电资料的规划和功能优化供给了新思路，对推进固态热电器件的广泛应用具有极端重大意义。

  该研讨效果以《双空位和共振能级优化n型SnSe多晶体热电功能》（“Divacancy and Resonance Level Enables High Thermoelectric Performance in n-Type SnSe Polycrystals”）为题宣布于《天然·通讯》（Nature Communications 2024, 15, 4231）。武水兵教授，曲阜师范大学张永胜教授和南京理工大学唐国栋教授为一起通讯作者，资料学院硕士生逯伯琛为一起榜首作者。该研讨得到了国家重点研制方案项目、基金委面上项目、西安交大青年优秀人才方案等项目的支撑。感谢西安交大剖析测验同享中心在电镜定性和定量结构表征和剖析的鼎力支撑。

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