自19世纪初发现半导体材料的Seebeck效应和Peltier效应以来，热电材料如雨后春笋般在材料研究界大量出现。热电材料是一种利用固体内部载流子运动，可以实现热能和电能直接转换的功能材料，一般要求具备价廉、无毒、较高的电子传导和较低的热传导性能等优点，因此其常于温差发电和热电制冷两方面。为实现热电材料的大范围使用，如何提高热电材料的转换效率成为了目前亟待解决的主要问题。 

图来源：JACS

　　近期，美国西北大学Mercouri G. Kanatzidis教授研究团队报道了该课题组在电子掺杂三元硫化物AgBi₃S₅热电材料方面的新进展，该研究成果以“High Thermoelectric Performance in Electron-Doped AgBi₃S₅ with Ultralow Thermal Conductivity”为题于4月18日在线发表在《美国化学会志》期刊上（J. Am. Chem. Soc., 2017, DOI: 10.1021/jacs.7b02399）。在电子掺杂AgBi₃S₅三元硫化物在300—800 K的温度范围内，具有较低的晶格热导0.5—0.3 Wm^-1K^-1，其优异的性能特点归因于Ag和Bi原子的双rattling声子振动模式。在阴离子位点掺杂氯离子作为电子供体，能够显著提高AgBi₃S₅三元硫化物的电性能。本文采用单抛物线型模型，阐述了载流子浓度为5×10¹⁸—2×10¹⁹ cm^-3范围内的Seebeck系数变化趋势。同时，采用放电等离子烧结的方法制备了0.33%氯掺杂的AgBi₃S₅三元硫化物，其热电优值在800 K时接近于1.0。 

　　该研究展示了一种独特的AgBi₃S₅双rattling声子振动模式，该模型主要与AgBi₃S₅中的Ag和Bi原子有关，从而引起了超高的Grüneisen参数和较低的热传导特性。该工作旨在开发具有独特的电子或声子传导特性的高性能热电材料，为以后的热电材料研究提供了一个新的研究策略。 

　　（摘自材料牛网）