【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，晶體材料全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室夏盛清教授團(tuán)隊(duì)在高溫?zé)犭姴牧涎芯糠矫嫒〉眯逻M(jìn)展，提出間隙銅雙位點(diǎn)摻雜全新策略，同步調(diào)控電子輸運(yùn)與晶格熱傳導(dǎo)，大幅提升碲化鑭基熱電材料的高溫?zé)犭娦阅埽瑸樯羁仗綔y(cè)放射性同位素溫差發(fā)電器(RTG)高性能材料研發(fā)開(kāi)辟新途徑。該成果以“Interstitial Copper Doping and Thermally Activated Rattling in La3-xTe4for Enhanced Thermoelectric Performance”為題在國(guó)際期刊Angewandte Chemie International Edition(IF=17.6)發(fā)表。文章第一作者為晶體材料全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2025級(jí)博士研究生喬楓，山東大學(xué)教授夏盛清、山東交通學(xué)院副教授劉小村為共同通訊作者，山東大學(xué)為第一作者和第一通訊單位。
 

　　放射性同位素溫差發(fā)電器是深空探測(cè)、極地供電的核心能源裝置，目前Si-Ge熱電合金轉(zhuǎn)換效率偏低，限制深空任務(wù)續(xù)航。La3-xTe4因高溫穩(wěn)定、本征熱電性能優(yōu)異成為熱門(mén)替代材料，但傳統(tǒng)陰陽(yáng)離子取代摻雜存在電學(xué)、熱學(xué)性能制衡瓶頸，難以同步優(yōu)化載流子輸運(yùn)與晶格熱導(dǎo)率，性能提升存在明顯上限。
 

　　針對(duì)該難題，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)系列La2.74CuxTe4間隙摻雜樣品，該材料采用高能球磨結(jié)合放電等離子燒結(jié)制備，工藝易規(guī)?；?，高溫循環(huán)服役穩(wěn)定性優(yōu)異，并結(jié)合第一性原理計(jì)算、原子分辨STEM表征與變溫?zé)犭姕y(cè)試開(kāi)展系統(tǒng)研究。
 

　　研究證實(shí)銅可穩(wěn)定占據(jù)鑭空位與晶格四面體間隙雙位點(diǎn)，區(qū)別于傳統(tǒng)取代摻雜；間隙銅在費(fèi)米能級(jí)附近引入局域共振電子態(tài)，顯著提升塞貝克系數(shù)，同時(shí)小幅收窄帶隙抑制高溫雙極擴(kuò)散，維持高功率因子；高溫下間隙銅產(chǎn)生20-60 cm-1低頻熱激活Rattling振動(dòng)，高效散射全頻段聲子，大幅壓低晶格熱導(dǎo)率。性能測(cè)試顯示，最優(yōu)組分La2.74Cu0.05Te4在1073 K實(shí)現(xiàn)峰值z(mì)T=1.58，較純相提升34%；873-1073 K高溫區(qū)間平均zT達(dá)1.5，相較現(xiàn)有最優(yōu)碲化鑭基材料性能提升71.3%，刷新該體系高溫?zé)犭娦阅芗o(jì)錄。
 

　　夏盛清教授團(tuán)隊(duì)在熱電材料設(shè)計(jì)與器件領(lǐng)域已取得多項(xiàng)研究成果，先后在J. Am. Chem. Soc.，Angew.Chem. Int. Ed.，J. Mater. Chem. A.,Acta Mater.,ACS Appl. Mater. Interfaces.,Small Methods等國(guó)際期刊發(fā)表重要成果。相關(guān)研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、山東省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目及山東大學(xué)和晶體材料全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的大力支持。
 

　　引用：夏盛清教授團(tuán)隊(duì)在高溫?zé)犭姴牧涎芯糠矫嫒〉眯逻M(jìn)展 山東大學(xué) 【引用時(shí)間：2026年7月9日】