張清杰&楊繼輝Nature：超順磁增強材料熱電性能！

【前言】

在納米尺度調控材料的化學和物理結構對于發展高性能熱電材料而言十分重要。在該領域，通過在納米尺度的界面結構、介觀尺度或是多尺度層級結構的設計提高聲子散射同時降低晶格熱導率提高材料熱電性已經獲得極大的進展。因此可以調控電子傳輸和聲子傳輸的納米結構方法可潛在的應用于提高材料的熱電性。

【成果簡介】

武漢理工大學張清杰教授和華盛頓大學楊繼輝教授（共同通訊作者）等人9月14日于Nature上在線發表了題為“Superparamagnetic enhancement of thermoelectric performance”的研究論文，報道了通過將軟磁性材料嵌入熱電材料基底中，實現對聲子和電子傳輸特性的雙向調控。納米顆粒的性質，尤其是超順磁性（納米顆粒可在外加磁場下猶如順磁體可被磁化）導致了三種熱電磁效應：電荷從磁性嵌入物傳輸至基底；通過超順磁波動實現電子的多重散射；磁波動和自身的納米結構增加了聲子散射。研究表明這些效應可在納米和介觀尺度上有效調控電子和聲子傳輸，從而提高納米復合物的熱電性。同期，俄亥俄州立大學Stephen R. Boona作了題為“Materials science: Nanomagnets boost thermoelectric output”（Nature，2017，Doi: 10.1038/549169a）的同期評論。

【圖文導讀】

圖一、所制備的xCo/Ba_0.3In_0.3Co₄Sb₁₂（x?=?0.2%）粉體和塊體材料的微觀結構

圖二、磁性表征

圖三、300-850K溫度區間材料的電和熱學性質

圖四、5-10 nm的Co納米顆粒引起的熱電磁效應

文獻鏈接：Superparamagnetic enhancement of thermoelectric performance（Nature，2017，Doi: 10.1038/nature23667）

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本文由材料人學術組大黑天供稿，材料牛編輯整理。

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