学院教师在材料科学领域国际顶刊《Advanced Functional Materials》发表热电材料研究成果
近日,学院程江教授和孟祥教授联合同济大学李文教授和杨龙特聘研究员团队在材料科学领域国际顶刊《Advanced Functional Materials》(中科院一区,影响因子IF=19)发表了一篇题为“Nanoscale Local Symmetry Optimization Induced Low Lattice Thermal Conductivity in I-V-VI2 Compounds”的研究论文(C.Li, D.Zhang, X.Zhang, et al. Advanced Functional Materials (2026): e74755.)。重庆文理学院为第一通讯单位,学院孟祥教授为共同通讯作者。

热电材料能够实现热能与电能的直接相互转换,在工业废热回收、深空探测电源等领域具有广阔的应用前景。然而,其能源转换效率受制于无量纲热电优值(zT)。在决定zT值的诸多参数中,晶格热导率(κL)作为唯一相对独立的参数,是提升热电性能的关键突破口。如何有效地降低材料的晶格热导率,一直是热电材料研究的核心课题。
论文以经典的AgSbSe2为模型材料,创新性地结合高能同步辐射X射线对分布函数技术(PDF)与理论计算,从纳米尺度揭示了局域原子结构演化与宏观热输运性能之间的内在关联,有效说明了材料晶格热导率的调控是“缺陷散射”与“孤对电子效应强度”两者竞争的结果,破除了热导只能通过引入缺陷实现调控的传统观念。为了进一步验证该机制,采用了不含孤对电子的Cd替代Sb,抑制了Sb的离位偏移,导致局域对称性升高,Cd替代后晶格收缩、热导率反而上升。这从反面证明了维持或利用孤对电子诱导的局域结构畸变,是获得低热导率的关键。该工作不仅为AgSbSe₂基材料的热电性能优化指明了方向,也为在其他具有复杂局域结构的热电材料(如类硫银锗矿、层状材料等)中探索和设计极低热导率提供了重要的理论指导和实验方法。

撰稿:孟祥 编辑:张梓涵 初审:阮海波 终审:赵锋