半导体热电材料两端存在温差,电子便会从高温端奔向低温端,产生电流。中科院上海硅酸盐研究所主任陈立东的团队巧妙设计出了各种“原子围墙”,允许电子在温差下奔走,而热量呆在原地
半导体材料传热,若通过物体内电子的流动将热能迅速转换为电能,由此产生的电流,是科学家梦寐以求的。
上硅所史迅研究员介绍,热电材料的特殊之处就在于,只要有温差,就能产生电流,哪怕没有一丝阳光。为了保持住温差,科学家必须千方百计阻止由原子振动而引起的热能传递,即降低材料的热导率。
上硅所张文清研究员说,方钴矿化合物的晶体结构内部布满了许多直径仅0.38纳米的孔洞。“能否从孔洞中人为安插一些‘围墙’,让热量无处可逃?”所谓“围墙”其实是一些阻止振动传递热量的原子。
上硅所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室主任陈立东研究员说,他的团队不断改进方法找到了多个可以胜任“围墙”的原子,并通过不同原子组合来优化“围墙”性能,同时阻挡不同振动的传热。
同时,研究人员还利用仅几纳米大小且各不相同的“原子砖块”,在材料内部巧妙堆砌成特别的“围墙”,制造高性能纳米复合热电材料。
本报记者 史博臻
《文汇报》 (2014-01-11 第8版 国家科技奖励大会特别报道)
文章链接:http://wenhui.news365.com.cn/ewenhui/whb/html/2014-01/11/content_46.html