一維管狀巨熱金屬氧化物材料的熱電物性研究
Category of Research Project：國家自然科學基金委
list of participants ：苗蕾 （主持）
beginning and ending dates ：2012.01-2015.12
熱電現象—即熱能和電能之間轉換并提供了一種制冷或發電的方法—在解決能源和環境危機問題上正在扮演越來越重要的角色。傳統的三維材料中，由于幾個決定熱電性能的關鍵物理參數相互關聯，使得現有熱電材料很難獲得較高熱電優值。本項目基于前期對鈦酸鹽納米管巨大塞貝克效應的實驗發現，提出利用一維納米材料獨特的空心結構和納米管層狀特殊構造，將兩個相關聯的物理參數（導熱率和導電率）分別調控，達到大幅提高熱電物性的效果。在理論計算的基礎上，采用調控摻雜和離子交換的方法控制管壁層間的導電離子，以期通過量子尺寸效應提高載流子濃度和導電性能；通過控制納米管的表面粗糙度、中空部分尺寸和管壁間散亂來控制聲子的傳導來降低導熱系數，從而有望綜合提高熱電優值。通過該研究結果可進一步認識一維管狀納米材料在傳熱和電子輸運方面的奇異物理性能，不僅可以拓寬熱電材料的應用范圍，而且對低維納米材料在其它領域的應用也具有重要促進作用。