用於熱電能源轉換的超低晶格熱傳導晶體

Emergent crystals with ultra-low thermal conductivity for thermoelectric energy conversion

實現材料的超低熱傳導率通常需要透過精心設計材料的結構和組成，以引入一些特殊的機制來增強聲子的散射機制。利用奈米結構來降低熱傳導率在過去二十年已被證明是一個有效的方法，然而若要將晶體材料的熱傳導率降至所謂的非晶極限，也就是材料在非晶態結構下可達到的最低熱傳導率，那麼就要透過物理的手段來達成。在此文章中我們介紹幾個能引發強烈聲子散射的物理機制及材料系統，例如在晶格中引入強烈的鍵結非谐性(anharmonicity)的SnSe、在晶格中具有類液態(liquid-like)離子的AgCrSe2、具有有機-無機複合框架的鈣鈦礦等。這些機制通常是熱電材料實現低熱傳導率的重要因素。通過理解和掌握這些機制，科學家們可以設計出更有效的熱電材料，用於能源轉換和熱管理應用。