热电材料将热能无缝地转化为电能,使其在发电和冷却应用中具有广阔的前景。尽管历史上热电效应首先在金属中发现,但最先进的研究集中在半导体上。
近日,维也纳工业大学Andrej Pustogow,Fabian Garmroudi,Michael Parzer发现了金属中前所未有的热电性能,并在二元NixAu1-x合金中实现了高达34 mW m−1 K−2的超高功率因数,比室温以上的任何块体材料大两倍多,达到zTmax∼0.5。
文章要点
1)在金属NixAu1-x合金中,大的塞贝克系数源自Aus电子的电子空穴选择性散射到更局域的Nid态。
2)由于独特的能带结构,这种固有的能量过滤效应产生了强烈依赖于能量的载流子迁移率。
3)虽然Ni-Au系统的亚稳态性质以及Au的高成本对实际应用造成了一些限制,然而,该工作挑战了“好金属是坏热电体”的普遍信念,并提出了利用带间散射实现高热电性能的有利途径。
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Fabian Garmroudi, et al, High thermoelectric performance in metallic NiAu alloys via interband scattering, Sci. Adv. 9, eadj1611 (2023)
DOI: 10.1126/sciadv.adj1611
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adj1611