碘化铯锡半导体热电性能独特

发布日期:2017-05-13 浏览次数:176

美国研究人员发现,一种名为碘化铯锡(CsSnI3)的晶体半导体材料具有独特的热电性能,能在保持高电导率的同时,隔绝大部分热量传递。他们在日前出版的美国《国家科学院学报》上发表文章指出,这种材料的热电性质独特,应用前景十分广阔。

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碘化铯锡是一种半导体材料,几十年前就被发现,但直到最近几年才受到一些科学家的重视。此次,由美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室研究人员领导的一个小组,在碘化铯锡纳米线中发现了一种集体振动机制:在晶体结构中,原子之间的距离会集体缩小或增大。研究人员发现,这种振动机制会干扰热传递,由于碘化铯锡是由有序的单晶结构组成,这种振动效应不会阻碍电流通过。电子就如同波涛汹涌的大海中的潜水艇,能在平静的水下安然前行。

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为验证碘化铯锡的导热性能,研究人员使用几种不同材料的纳米线和多层纳米线进行实验,比较它们的热电性能及导热系数。结果显示,在这些具有连续晶体结构的材料中,碘化铯锡的导热系数水平最低。

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研究人员指出,热电材料主要有制冷和热电转换两种用途,碘化铯锡热电性能特殊,更适合制冷。此外,该材料还有另一个优势:比目前典型的热电材料(如硅锗)更易大规模生产。他们下一步将研发碘化铯锡合金材料,以提高其热电性能。此外,他们也希望通过类似掺杂的技术,更充分地开发利用这种材料的热电特性。(记者刘海英)

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