11月14日,维也纳工业大学Sergii Khmelevskyi博士作了题为《Inter-band scattering and metallic thermoelectrics》报告。报告围绕金属热电材料最新进展展开,介绍了其在废热回收与可持续能源转换中的重要潜力。
在报告中,Sergii Khmelevskyi博士指出,与传统半导体热电材料相比,金属热电体具备更高的机械强度、延展性和热稳定性。其团队近期在Ni–Au合金中实现了超越30 mW m⁻¹ K⁻²的创纪录功率因子,源于显著的能带间散射效应。基于Coherent Potential Approximation(CPA)的能带结构计算,研究团队预测了一系列具有优异热电性能的金属合金,并通过实验验证了金属体系中能够实现此前被认为不可达到的高zT值。
报告还回顾了能带间散射理论的发展脉络,从半金属Fe₂VAl Heusler合金研究延伸到金属体系中无序对热电性能的关键作用。研究表明,通过调控在恒定化学计量下的长程有序程度,可有效调节Anderson局域化转变,从而提升热电性能。最新成果中,团队成功研发出金属体系中塞贝克系数创纪录的新材料Ni₃(In,Sn),其高热电性能来源于金属Kagome层结构导致的拓扑能带展平效应。
这些研究成果展示了金属热电材料的巨大应用潜力,为高性能能量转换材料的设计提供了新的思路。

图1 Sergii Khmelevskyi博士的报告现场