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晶界在熱電輸運中起著至關重要的作用，導致單晶和多晶之間的性能截然不同。操縱晶界以實現與單晶相似的良好熱電性能在多晶中是一項長期的任務，但它具有相當大的挑戰性。

在此，上海交通大學Kunpeng Zhao，Xun Shi，中國科學院上海微系統與信息技術研究所Min Zhu開發了一種液相燒結策略，成功地將Mg₂Cu納米燒結助劑引入到Mg₃(Bi, Sb)₂基材料的晶界中。

文章要點

1）納米助劑有助于將平均晶粒尺寸擴大到23.7μm并有效地散射聲子，從而導致類似于單晶的優異的電輸運和超低的晶格熱導率以及出色的熱電品質因數（500K時為1.5）和轉換效率（207K溫差下為7.4％）。

這項工作為制造用于大規模應用的高性能多晶提供了一種簡單而有效的策略。

參考文獻

Lei, J., Zhao, K., Liao, J. et al. Approaching crystal’s limit of thermoelectrics by nano-sintering-aid at grain boundaries. Nat Commun 15, 6588 (2024).

DOI：10.1038/s41467-024-50946-1

https://doi.org/10.1038/s41467-024-50946-1