新型热电材料，只为节能高效

2017-09-07 10:02:04 作者：本网整理来源：材料科技在线分享至：

华盛顿州立大学的物理与天文学系，Gu的研究小组（来源：华盛顿州立大学）

Gu的研究小组开发了一种新器件，这是一种多组分多层复合材料，称为范德瓦尔斯肖特基二极管。它可以将热能转化为电能，比硅（电子工业中广泛使用的半导体材料）的性能高三倍。虽然新的二极管仍处于早期发展阶段，但它最终可以为智能手机和汽车提供更多的动力。

华盛顿州立大学的物理与天文学系副教授Gu说：“相比于目前电子产品使用的二极管，我们新研发的二极管将热能转化为电能的能力更加强大”。将来，这种新设备可以一层附着在汽车排气筒或电脑主机等发热物体上，另一层可以附着在室温下的表面上。二极管将利用两个表面之间的热差产生电流，并将电流储存在电池中，在需要时使用。

Gu最近在物理化学快报上发表了一篇关于肖特基二极管的论文。表明这是一种新型二极管在电子世界中，肖特基二极管被用来引导特定方向的电流，类似于水阀中的阀门，引导液体的方向。它们是由类似于铝这样的导体和硅这样的半导体相互连接制成的。

Gu的二极管不像硅那样的传统的半导体材料，它是由一种多层的、晶体状的硒化铟制成。他和一个研究生小组用一个简单的加热过程将一层硒化铟改性为类似于金属的性质，另一层性类似于半导体。然后研究人员使用了一种新型的共焦显微镜，研究了这种材料的电子性质。

与传统的二极管不同，顾氏二极管在金属和半导体材料的界面上没有杂质和缺陷。金属和半导体之间的平滑连接使电能通过多层装置运行，效率几乎达到了100%。

“当你把一个金属与半导体材料连接制成肖特基二极管，在接口部分总有一些缺陷生成，” 这项研究的合著者McCluskey说。这些缺陷阻碍了电子的移动。顾氏二极管是独特的，因为它的表面似乎没有任何缺陷。降低了对电流的阻力，使设备更加节能。

下一步计划Gu和他的合作者目前正在研究提高硒铟硒晶体效率的新方法。他们也在探索大量合成材料的方法，以便将其发展成为更有价值的设备。

Gu说“虽然目前还处于初步阶段，但是我们的工作在热电领域是一大飞跃，它可以在未来发挥重要作用，实现更加节能的社会。”

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责任编辑：殷鹏飞

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