一個研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)成功改良一種普通半導(dǎo)體材料的熱電性能高達(dá)90%，開啟了通向更加清潔、能效更高的汽車排氣系統(tǒng)、發(fā)電廠和太陽能技術(shù)的可能性。

　　研究團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用了高級納米技術(shù)來改進(jìn)P型half-Heusler，一種常規(guī)的大型半導(dǎo)體化合物的相關(guān)熱電表現(xiàn)。

　　起初，研究者們通過一個叫做弧熔化的過程打造合金錠。然后這些錠由球研磨機(jī)磨成非常精致的納米級粉末。然后使用一個叫做熱軋的的高壓冶煉過程來將納米級粉末制成固體形態(tài)。

　　研究者們實(shí)施了傳輸性能測量方法和微觀結(jié)構(gòu)研究來測定產(chǎn)出材料的傳導(dǎo)能力和結(jié)構(gòu)性能。結(jié)果顯示該材料具有更高的將熱轉(zhuǎn)化成電伏的能力。這是由其熱電優(yōu)值的增加指示的。

　　之前，half-Heusler記錄在案的熱電優(yōu)值的峰值是700攝氏度下的0.5。該過程有效的將該材料同等溫度下的優(yōu)值增加到0.8。

　　研究者們解釋說熱電優(yōu)值的改進(jìn)得益于更低的熱傳導(dǎo)率，而這又是由材料中晶粒界限和缺陷的增強(qiáng)聲子散射造成的。

　　此外，該材料也具有更高的熱電能力，這是由其高Seebeck系數(shù)表征的。

　　團(tuán)隊(duì)成員，波士頓學(xué)院物理研究員Yan Xiao認(rèn)為，優(yōu)值的戲劇性增加可能成為更清潔的汽車排期系統(tǒng)、發(fā)電廠和能效更高的太陽能技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。

　　而且，據(jù)報(bào)道應(yīng)用在這一過程的該材料的配置技術(shù)比傳統(tǒng)的技術(shù)節(jié)約時(shí)間和成本。

　　“這種方法成本更低而且能夠被應(yīng)用于更大規(guī)模的生產(chǎn)。”研究團(tuán)隊(duì)成員之一波士頓學(xué)院物理學(xué)教授Ren Zhifeng指出。

　　“這代表了存在一種機(jī)會使用合理的成本來改善熱電材料的性能。”他補(bǔ)充說。

　　目前，波士頓學(xué)院和麻省理工學(xué)院的研究者們尋求在熱軋過程中防止晶粒增長，這也正是half-Huesler熱傳導(dǎo)率仍然較高的原因。

　　“當(dāng)晶粒的平均大小達(dá)到100納米以下時(shí)，熱傳導(dǎo)率會更低，熱電性能會更好。”Ren先生解釋說。

　　研究團(tuán)隊(duì)的成員還來自麻省理工學(xué)院、克萊姆森大學(xué)和弗吉尼亞大學(xué)。