长春理工大学-郭鑫课题组︱AEM：BiCuSeO陶瓷热电材料的超高压结构修饰及卓越性能

主要观点总结

本文介绍了长春理工大学郭鑫副教授团队联合德国亚琛工业大学和德国卡尔斯鲁厄理工学院的专家，利用超高压制备技术在BiCuSeO陶瓷热电材料中实现高密度位错的研究。通过引入超高压力，成功实现了对微观结构的调控，得到了极低的晶格热导率和创纪录的热电性能。相关研究成果发表在《Advanced Energy Materials》上。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

超高压制备技术在高压物理研究领域有重要地位，能够显著影响材料合成、结构修饰和物性调控等方面。陶瓷氧化物作为中高温区热电材料具有广泛的应用前景，其中BiCuSeO基陶瓷因独特的层状结构表现出较低的热导率，被视为高性能热电材料。

关键观点2: 文章简介

针对在陶瓷氧化物中引入高密度位错的挑战，研究团队利用超高压制备技术成功在BiCuSeO陶瓷热电材料中实现了高密度位错（~9.1×10^16 m-2），并揭示了超高压力下位错的成核和增殖机制。

关键观点3: 研究成果

通过超高压诱导产生的高致密位错，研究团队获得了极低的晶格热导率（0.13 Wm-1K-1），使得BiCuSeO基陶瓷的热电性能（zT）达到创纪录的1.69，成为目前报道的氧化物材料中的最高值。此外，利用最优样品的热电性能进行的单臂热电模块模拟显示，在温差为500K时最高转换效率可达12%。

关键观点4: 总结与展望

本研究通过超高压制备技术成功在BiCuSeO基陶瓷中实现高密度位错，揭示了超高压产生致密位错的机制。这项研究为基于结构优化进行性能调控的功能性材料的研究提供了新的思路，同时改进的热电性能有望推动热电能源转换材料的发展。

文章预览

本文 由作者团队受邀撰写 ！ 一、研究背景：   超高压制备技术是高压物理研究领域中的重要手段，在材料合成、结构修饰、物性调控等方面表现出显著优势。高压下晶体结构及微观结构的改变必然会导致材料电子和声子输运特性的变化，从而影响功能材料的各方性能。 陶瓷氧化物作为中高温区热电材料在温差发电领域具有重要的应用价值，其中BiCuSeO基陶瓷由于独特的层状结构特征表现出较低的热导率，被认为是一种潜在的高性能热电材料。通过引入致密位错大幅降低晶格热导率，实现热电性能的显著提高，已经在许多传统合金或金属间热电材料中得到证实。然而，由于陶瓷氧化物中较强的共价键和离子键，相比于传统合金热电材料，通过常规方法在陶瓷氧化物中引入高密度位错仍然面临着巨大的挑战。 二、文章简介： 针对上述问题，长春理 ………………………………