11月3日從湖南科技大學獲悉，該校材料科學與工程學院副教授周五星課題組研究了應力對氯化氧鉍（BiOCl）熱電性質的影響，發現在面內施加2%雙軸拉伸應變，可在不削弱電子輸運性能的前提下顯著降低晶格熱導率，從而顯著提升其高溫熱電性能。該研究為解決全固態鋰離子電池中的散熱問題提供了參考。
近日，相關成果發表在《物理評論應用》（Physical Review Applied）上，論文第一作者為湖南科技大學碩士生吳成偉，周五星、新加坡高等計算研究院教授張剛和湖南大學教授陳克求為共同通訊作者，湖南科技大學為第一單位。
熱電材料可實現熱能與電能的直接相互轉換，在溫差發電與制冷領域有著十分廣闊的應用前景。熱導率是材料最基本的性質之一，對材料熱導率進行調控在能量回收、隔熱材料以及電子器件熱管理等領域都具有重要的意義。
周五星課題組利用機器學習勢結合玻爾茲曼輸運理論，研究了應力對固態電解質材料Li2ZrCl6的熱輸運性質的影響。研究發現，Li2ZrCl6的熱導率具有顯著的各向異性特征，并且光學聲子對熱導率也具有重要的貢獻。另外，通過施加平面外應力可以顯著調控光學聲子對熱導率的貢獻，進而對熱導率實現調控。
周五星課題組還研究了單層BiOCl的熱電性質，發現通過施加1.5%的拉伸應變可將ZT從5.7提升到8.0，揭示了單層BiOCl在高溫熱電器件中的應用前景。相關成果今年6月發表在《蘭格繆爾》（Langmuir）上。
上述系列研究工作得到了國家自然科學基金項目和湖南省自然科學基金項目的資助。
相關論文信息：
https://journals.aps.org/prapplied/abstract/10.1103/PhysRevApplied.18.014053
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.langmuir.2c00741