二维声子／三维电荷传输特性提高n型SnSe晶体材料热电性能

　　Science：

　　热电转换技术是一种利用半导体材料直接将热能与电能进行相互转换的技术。热电转换效率是衡量热电材料性能的关键指标，它主要取决于材料的性能平均ZT优值。南方科技大学何佳清团队联合北京航空航天大学赵立东团队等人利用硒化锡（SnSe）的层间最低热传导特性（二维声子传输），通过电子掺杂促进离域电子杂化，实现了电子在n型SnSe层间的隧穿（三维电荷传输，研究发现在773开尔文时，n型硒化锡(SnSe)晶体的ZT最大值为~2.8±0.5。层状SnSe晶体的热导率在离面方向(二维声子输运)最低。用溴掺杂SnSe得到了层间电荷密度重叠的n型SnSe晶体，通过一系列实验测试和理论计算，研究团队阐明了n型SnSe三维电子输运的机理，其中面外电子轨道的重叠和连续相变导致的导带优化是两大关键因素。相关研究以“3D charge and 2D phonon transports leading to high out-of-plane ZT in n-type SnSe crystals”为题目，发表在Science上。DOI: 10.1126/science.aaq1479