近日，我院作为第一完成单位的热电领域研究论文“Synthesis Route-Controlled Atomic Ordering Optimizes Thermoelectric Transport in Bi₂SbSe₃”在材料领域国际期刊Advanced Science在线发表。我院24级硕士研究生王晓倩为第一作者，宿力中教授为通讯作者。

该研究采用不同合成路径制备了原子占位有序程度不同的Bi₂SbSe₃热电材料。通过调控Sb原子在Bi₂Se₃五原子层与Bi双原子层之间的分布，在保持材料成分不变的情况下，实现了电子结构与晶格结构的协同调控。研究发现，原子占位调控改变了能带结构，降低了态密度有效质量（m*），提高了载流子迁移率（μ）。同时，Bi/Sb原子占位无序增强了声子散射，伴随层间距增大及声子传播速度降低，进一步降低晶格热导率（κ_lat）。优化后的Bi₂SbSe₃材料在423 K时无量纲热电优值（ZT）达到约0.61，较有序样品提升约15%。基于该材料制备的单腿热电器件在约323 K温差下实现了约4.3%的发电效率。

该研究证实了合成路径调控原子占位有序度在协同优化电子与声子输运方面的重要作用，为优化具有复杂原子占位与化学成分的材料的热电性能提供了新策略。

该工作得到国家自然科学基金（12404037）、第十届中国科协青年人才托举工程、山西省“三晋英才”科技创新青年拔尖人才项目（992025025）等项目资助。

第一作者介绍：

王晓倩，太原科技大学材料科学与工程学院2024级硕士研究生。2024年9月考入太原科技大学材料科学与工程学院攻读硕士学位，导师宿力中教授。主要从事BiSe基热电材料的性能优化研究。

通讯作者介绍：

宿力中，太原科技大学材料科学与工程学院教授，博士生导师，山西省教工委优秀共产党员。主要从事热电材料与器件研究。获国家自然科学奖二等奖(4/5)、教育部自然科学研究成果一等奖（4/5），入选第十届中国科协青年人才托举工程、2024年山西省“三晋英才”青年拔尖人才项目。先后主持各类科研项目6项，共720万元。目前发表SCI论文60余篇，含Science（2篇）、Adv. Energy Mater.、Adv. Sci.,Acta Mater.等，总引用＞2500，H因子25。任Rare Metals、《精密成型工程》青年编委。

文章链接：http://doi.org/10.1002/advs.78637