零點溫度附近半導體有機化合物的熱電效應

材料牛注：東京理工大學研究中心實驗發現，一種有機化合物在極低的溫度下會變成半導體材料從而呈現出明顯的熱電效應。這對新材料的蓬勃發展具有很重大的意義，該研究項目也使我們對在溫度接近于絕對零點半導體材料的熱電效應有了進一步了解。

熱電效應是溫差電壓的直接轉換，這種效應被稱為塞貝克效應，通過塞貝克系數衡量(V/℃)。使用高塞貝克系數的材料對于熱電發電器和熱電冷卻器的性能是很重要的。

眾所周知，半導體的熱電效應會在絕對零度附近候消失，但是，現在這項發現否定了過去的理論，這將會推進那些擁有特殊的熱電效應的新材料蓬勃發展。

研究人員測試了有機化合物(TMTSF)2PF6的電阻和熱電效應。該物質在12K的時候可以從金屬的導電性轉變成半導體性，他們發現這種有機化合物在1K的時候有很高的塞貝克感應系數，為了解釋這一現象，他們調查了電子作為熱載流子是如何運動的，他們的方法就是測試材料內能的分布以及其表現。那些具有高塞貝克系數的材料的產熱途徑就是變程跳躍，這其中包括了低濃度電子在材料內從一個點跳往另一個點。

“當我們把溫度降低在1 K以下時,材料的塞貝克系數急劇增加，高達37 mV / K。”第一作者Yo Machida說道，“這是第一次在實驗確認了低溫下固體具有一個有限的塞貝克系數。”

該實驗發現還支持了一項預測——在絕對零度下，跳躍電子因為庫侖力的存在可以使半導體材料可以產生相當大的塞貝克系數。

論文地址：Colossal Seebeck Coefficient of Hopping Electrons in (TMTSF)2?PF6

原文參考鏈接：Discovery of large thermoelectric effect in organic compound at near-zero temperature Read more: Discovery of large thermoelectric effect in organic compound at near-zero temperature

感謝材料人編輯部楊洪期供稿。

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