来源：哈尔滨工业大学哈工大全媒体（李双余 刘明 文/图）近日，哈工大材料科学与工程学院隋解和教授团队在热电材料超价键掺杂与热电性能优化方面取得重要进展，相关成果以《超价键材料掺杂策略提升热电性能》（Doping Strategy in Metavalently Bonded Materials for Advancing Thermoelectric Performance）为题发表在《自然通讯》（Nature Communications）上。该研究为超价键材料的掺杂设计和性能优化提供了新思路。以超价键（Metavalent bonding）结合的材料在热电、相变和光电等领域展现出独特的性质，具有广阔的应用前景。超价键材料的性能优化主要通过掺杂调控，然而掺杂元素在基体中的固溶度不同，是形成固溶体还是第二相难以预测和设计，阻碍了性能优化。隋解和教授团队研究发现超价键材料间掺杂固溶度高，易形成固溶体；与其他化学键材料掺杂固溶度低，易析出第二相。以超价键热电材料GeTe为例，超价键PbS掺杂GeTe时，S的固溶度超过5%；而共价键GeS和SnS掺杂GeTe时，S的固溶度低于1%。超价键掺杂提高S的固溶度，增强点缺陷散射，降低晶格热导率，提升热电性能。在此基础上，优化载流子浓度，（Ge0.84Sb0.06Te0.9）（PbSe）0.05（PbS）0.05合金在773 K的热电优值达到2....
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来源：闽都创新实验室热电材料可以实现热能和电能的直接相互转换，在余热回收利用、放射性同位素热电发生器和光电半导体芯片制冷等领域具有广泛的应用。热电转换技术的效率是由材料的热电优值ZT决定，提高材料的ZT尤其是平均热电优值ZTavg，是提高转化效率的关键。但是，由于电导率、塞贝克系数和热导率等热电参数之间存在强相互耦合作用，使得ZT的提高异常困难。铅基硫族化合物PbQ（Q = Te，Se，S）在中温区（500-900 K）表现出非常高的ZT值。鉴于SnTe与PbQ具有相同的岩盐晶体结构和类似的电子能带结构，它被视为一种具有潜力的热电材料。然而，与PbTe相比，SnTe表现出更高的晶格热导率，以及轻价带（L带）和重价带（Σ带）之间更大的能量差（ΔEL?Σ = 0.36 eV）。这些因素共同制约了SnTe的热电性能，导致其ZTavg值仅为~0.2 (300?900 K)。近期，闽都创新实验室明洪蔚副研究员与合作者实现了P型SnTe材料热电输运机理和热电性能的新突破。所研制的P型SnTe材料在323?873 K温度区间平均热电优值ZTavg高达0.81，且在873 K时峰值ZT为1.5。该研究发现，通过Sb和Ge掺杂并与CdTe或CdS合金的方式，能够有效地收缩SnTe的晶格常数，这一现象也被称为“化学压力”，进而提升Σ带的能量。同时，这些取代原子降低了Sn 5s-Te 5p反键态对L带的...
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来源：物理研究所近日，综合极端条件实验装置（SECUF）的程金光团队和周睿团队联合国内外多个研究团队，在镍基高温超导体的研究中取得了重要进展。他们充分发挥SECUF独特实验测量技术的优势，在La2PrNi2O7多晶样品中同时提供了高压下实现块体高温超导电性的两个关键实验证据，即零电阻和完全抗磁性，澄清了目前La3Ni2O7中高温超导电性起源和体超导的争议问题，并揭示了微观结构无序对高温超导电性的不利影响。相关成果以《La2PrNi2O7高压四方相的块体高温超导电性》为题，发表在《自然》（Nature）杂志上。高温超导体由于在变革性技术方面具有巨大的应用前景而备受关注，发现新的高温超导体系并揭示其物理机制是超导领域的研究前沿。去年，我国学者发现La3Ni2O7单晶在高压下具有Tc »?80K的高温超导电性的迹象，掀起了镍基高温超导的研究热潮。随后，我国学者在La3Ni2O7体系中成功观察到零电阻态，但关于其完全抗磁性的实验证据仍然缺乏。此外，实验研究显示La3Ni2O7单晶样品由于稳定生长的氧压范围很窄，容易出现化学组分不均匀、内顶角氧空位以及多种镍氧化物共存等问题。这造成目前关于La3Ni2O7中高温超导电性的起源以及能否实现体超导态（完全抗磁性）等核心科学问题仍存在争议，严重阻碍了镍基高温超导体的研究进程。针对上述关键科学问题，该团队调整思路将研究对象转向晶体质量更易控...
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