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由于柔性電子產品缺乏持久電源，迫切需要同時具有高性能和室溫可塑性的低成本熱電材料。然而，傳統熱電半導體的固有脆性和可塑性有機/無機材料較差的熱電性能嚴重限制了此類應用。

近日，浙江大學Tiejun Zhu，Chenguang Fu報道了一種低成本無機多晶 Mg₃Sb_0.5Bi_1.498Te_0.002，其在室溫下表現出大應變（~ 43%）和高品質因數 zT（~ 0.72）的顯著組合，超過了脆性的 Bi₂(Te,Se)₃（應變 ≤ 5%）和塑性 Ag₂(Te,Se,S) 和有機物（zT ≤ 0.4）。

文章要點

1）通過揭示Mg₃Sb₂和Mg₃Bi₂固有的高塑性，能夠以多晶形式承受超過30％的壓縮應變，以及單晶Mg₃Bi₂在彎曲，切割和扭曲下的顯著變形能力，研究人員優化了Mg₃Sb_2-xBi_x（x = 0至1）中的Bi含量，以同時提高其室溫熱電性能和塑性。

2）Mg₃Sb_2-xBi_x 優異的塑性是由密集的位錯網絡和滑移過程中持續存在的 Mg-Sb/Bi 鍵帶來的。利用其高塑性和強度，多晶 Mg₃Sb_2-xBi_x 可以輕松加工成微尺度尺寸。因此，研究人員成功制造了平面內和平面外柔性 Mg₃Sb_2-xBi_x 熱電模塊，并展示了良好的功率密度。

Mg₃Sb_2-xBi_x 固有的出色可塑性和高熱電性能為柔性電子產品的重大進步提供了潛力，同時也激發了對塑性無機半導體的進一步探索。

參考文獻

Li, A., Wang, Y., Li, Y. et al. High performance magnesium-based plastic semiconductors for flexible thermoelectrics. Nat Commun 15, 5108 (2024).

DOI：10.1038/s41467-024-49440-5

https://doi.org/10.1038/s41467-024-49440-5