近日，bat365官网登录入口周大利教授、杨磊特聘副研究员课题组与澳大利亚昆士兰大学陈志刚教授团队合作，在碲化铋Bi₂Te₃热电材料的性能调控研究方面取得研究进展，相关成果“Texture-dependent thermoelectric properties of nano-structured Bi₂Te₃”以bat365官网登录入口为第一单位发表在化工类顶级期刊Chemical Engineering Journal（中科院工程技术 1区，影响因子8.355），论文第一作者为bat365官网登录入口2017级硕士研究生保德玉同学，周大利教授、杨磊特聘副研究员和陈志刚教授为该论文的共同通讯作者。

在众多热电材料中，广泛应用于室温段的碲化铋材料由于其层状结构的特点，以及Te-Te层间以较弱的范德华力，使得材料在沿层面和层间不同方向表现出明显的热电性能的各向异性，导致碲化铋沿层面方向上的电导是层间电导的3~7倍，同时沿层面的热导是层间热导的2~2.5倍，通过某些手段加强其块体材料在某个方向的织构度能显著提高该方向上的热电性能。然而目前对于性能的取向性这方面的研究大多数是反复进行热变形增大织构度并引进缺陷，而这种热变形过程比较复杂低效，需经历多次高温加工过程，对织构度的难以精准控制，还会导致材料成分发生变化，导致其结果的重复性差。

为此，作者设计了一种利用纳米结构工程实现Bi₂Te₃织构化的方法，在利用溶剂热法合成了形貌可控的Bi₂Te₃纳米结构（纳米颗粒、阶梯状纳米板和超薄纳米板）的基础上，采用放电等离子烧结（SPS）得到不同织构度的烧结块体。由于不同的形貌导致纳米结构的堆积方式不同，烧结后碲化铋块体中的织构度也不同，良好的协调了样品的电性能和热性能。研究结果表明：织构工程的关键是平衡良好的电子传输特性和低热导，只有样品在具有合适的织构度和纳米晶粒的情况下展现的高功率因子（S²σ）和低热导率（κ），能有效提高热电优值（ZT）在室温段的峰值（333 K时ZT值达到0.69）。本研究也为通过织构工程开发具有层状结构的高性能热电材料提供了指导。

我院周大利教授和杨磊特聘副研究员团队长期从事纳米功能材料的开发和研究，其中杨磊特聘副研究员主要研究高性能热电材料的纳米化合成及表征，至今在Advanced Energy Materials，Nano Energy，Advanced Functional Materials，Nano Letters，ACS Nano，Journal of Materials Chemistry A，Acta Materialia，ACS Applied Materials & Interface，Chemical Engineering Journal等高水平期刊上发表论文60多篇，引用超过1500次。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.124295，

DOI: 10.1016/j.cej.2020.124295