张清杰&杨继辉Nature：超顺磁增强材料热电性能！

【前言】

在纳米尺度调控材料的化学和物理结构对于发展高性能热电材料而言十分重要。在该领域，通过在纳米尺度的界面结构、介观尺度或是多尺度层级结构的设计提高声子散射同时降低晶格热导率提高材料热电性已经获得极大的进展。因此可以调控电子传输和声子传输的纳米结构方法可潜在的应用于提高材料的热电性。

【成果简介】

武汉理工大学张清杰教授和华盛顿大学杨继辉教授（共同通讯作者）等人9月14日于Nature上在线发表了题为“Superparamagnetic enhancement of thermoelectric performance”的研究论文，报道了通过将软磁性材料嵌入热电材料基底中，实现对声子和电子传输特性的双向调控。纳米颗粒的性质，尤其是超顺磁性（纳米颗粒可在外加磁场下犹如顺磁体可被磁化）导致了三种热电磁效应：电荷从磁性嵌入物传输至基底；通过超顺磁波动实现电子的多重散射；磁波动和自身的纳米结构增加了声子散射。研究表明这些效应可在纳米和介观尺度上有效调控电子和声子传输，从而提高纳米复合物的热电性。同期，俄亥俄州立大学Stephen R. Boona作了题为“Materials science: Nanomagnets boost thermoelectric output”（Nature，2017，Doi: 10.1038/549169a）的同期评论。

【图文导读】

图一、所制备的xCo/Ba_0.3In_0.3Co₄Sb₁₂（x = 0.2%）粉体和块体材料的微观结构

图二、磁性表征

图三、300-850K温度区间材料的电和热学性质

图四、5-10 nm的Co纳米颗粒引起的热电磁效应

文献链接：Superparamagnetic enhancement of thermoelectric performance（Nature，2017，Doi: 10.1038/nature23667）

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本文由材料人学术组大黑天供稿，材料牛编辑整理。

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