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刘福生、李均钦教授团队研究成果在Nature出版集团杂志发表

我院刘福生、李均钦教授研究团队与北京大学深圳研究生院新材料学院潘锋教授合作,论文《Heterovalent Substitution to Enrich Electrical Conductivity in  Cu2CdSn1-xGaxSe4 Series for High  Thermoelectric Performances》(异价替代提升Cu2CdSn1-xGaxSe4电导率获得高热电性能)于2015320日在Nature出版集团杂志《Scientific Reports》上出版。SCIENTIFIC REPORTS | 5 : 9365 | DOI: 10.1038/srep09365。第一单位为深圳大学,刘福生教授为通迅作者,已毕业硕士研究生王博为第一作者。在这之前,另一系列研究成果论文《Enhanced Thermoelectric Performance of  Cu2CdSnSe4 by Mn Doping: Experimental and First Principles  Studies》(Mn掺杂对Cu2CdSnSe4热电性能提升:实验及第一原理计算研究)于2014724日发表于Nature出版集团杂志《Scientific Reports》上,SCIENTIFIC REPORTS | 4 : 5774 | DOI: 10.1038/srep05774。刘福生教授为第一作者,李均钦教授为通迅作者,第一单位为深圳大学。


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热电材料是通过材料内部的载流子的输运来实现能量转换的材料。通电可以致冷,利用温差可以发电。热电转换技术具有制造工艺及结构简单、无传动部件、维修成本低、稳定性好、使用寿命长、无排放、无环境污染等优点。然而转换效率提高是目前科学研究人员致力于追求的重点。Cu2CdSnSe4因为其复杂的结构使其具有较低的热导率,在热电材料的研究领域中受到了关注,但是其电阻率相对较大,导致了热电性能不高。

在系列研究中,研究团队利用GaSn位及MnCd位的掺杂,大幅度提高了材料的导电性能,从而提升了热电优值。研究还利用第一原理计算了掺杂对体系能带结构及电子态密度的影响。计算结果和实验得到很好的吻合。

 

研究得到国家自然科学基金项目(项目号:51171117, 51003060)及深圳市科技计划研究项目(JCYJ20130329104944356,  JCYJ20120613115247045)等资助。