（1）类金刚石结构Cu₂SnX₃(X=S, Se)基化合物热电性能优化与设计 

　　Cu基类金刚石化合物由不同四面体结构组成，具有较低的晶格热导率，种类繁多。系统研究了Cu₂SnX₃ (X=S, Se)类金刚石化合物的电子结构、化学键特性以及电热输运特性，理论与实验相结合的研究表明，这类化合物价带顶存在决定化合物稳定性与输运特性的“化学键网络(bond network)”；对于不在该网络下的元素进行选择性掺杂，可以在一定程度上独立调控系统的电输运而优化性能。 

　　 (2)热电材料的“赝立方”结构设计和实现

　　以非立方黄铜矿结构（四方结构）类金刚石化合物为例，通过基于材料基因组工程的理论计算并结合实验，提出了“赝立方”微观结构思路来筛选和设计具有非立方结构的新型热电化合物。“赝立方”微观结构设计思路是指部分长程有序离子晶格构成立方或者接近立方的框架，来实现能带收敛，提高电输运性能。 研究发现了实现该类材料高热电性能的η=1（Unity-η）筛选规则，即四方结构类金刚石化合物中，当四方形变参数η（=c/2a）接近于1时，电子结构价带顶能级劈裂值ΔCF接近于0，此时阳离子构成长程有序的立方或近立方网格，而阴离子则构成短程无序的扭曲非立方网格，能带发生收敛或重叠，具有最佳的电输运性能以及热电优值。根据η(ΔCF) vs. a固溶化合物图，设计了三种固溶体，其中CuInTe₂和AgInTe₂固溶体获得了我们实验的验证，热电优值相对基体大幅提升。“赝立方”微观结构设计思路为探索高热电性能的非立方结构材料体系提供了新的研究思路和指导工具。 

　　（3）Rashba自旋劈裂体系的热电性质 

　　在对称性破缺的晶体中，电子在内建电场中运动会产生与电子自旋耦合的有效磁场，强自旋轨道相互作用将可能导致半导体产生Rashba效应。自旋劈裂的能带对半导体输运性质的影响是一个基础的物理问题。自旋劈裂的能带导致了费米面具有独特的拓扑结构，能态密度具有低维化的特征。利用波尔兹曼输运理论，研究了Rashba自旋劈裂体系(Rashba参量α_R > 0)的热电性能，发现了Rashba自旋劈裂体系低维化的输运性质，其Seebeck系数和电学性能优于传统自旋简并的体系(α_R = 0)，这一现象同时发生在二维量子阱和三维块体中。利用BiTeI块体材料对上述理论进行了实验验证，证实了Rashba自旋劈裂块体具有二维热电性质。在热输运方面，Rashba体系强的内建电场导致了晶格振动的非谐性，这些体系很可能具有低的晶格热导率。具有低维化电输运和非谐热输运的Rashba体系很可能成为新的高性能热电材料。