Quantitative measurements of transverse thermoelectric generation and cooling performances in SmCo$_5$/Bi$_{0.2}$Sb$_{1.8}$Te$_3$-based artificially tilted multilayer module
该研究定量测量了SmCo$_5$/Bi$_{0.2}$Sb$_{1.8}$Te$_3$基人工倾斜多层热电堆组件的横向发电与制冷性能，明确了其在热电领域的应用潜力。
2025-08-01 cond-mat.mtrl-sci
Phase-transition-induced giant Thomson effect for thermoelectric cooling
塞贝克和珀耳帖效应已被广泛研究并用于各种热电技术，包括热能收集和固态热泵。然而，尽管汤姆逊效应允许通过施加温度梯度偏压而不是构造结结构来进行电子冷却，但对汤姆逊效应（导体中的另一种基本热电效应）的基础和应用研究是有限的。在这篇文章中，我们报告了一个巨大的汤姆逊效应，出现由于磁相变的观察。由于与反铁磁-铁磁相变相关的塞贝克系数的陡峭温度依赖性，FeRh基合金的汤姆逊系数在室温附近达到接近$-$ 1，000 $μ$ VK $^{-1}$的大值。Thomson系数比合金的Seebeck系数大几个数量级。使用主动热成像技术，我们表明，汤姆逊冷却可以远远大于焦耳加热相同的材料，即使在接近稳定的状态。通过施加外部磁场或稍微改变成分，可以在很宽的范围内调节FeRh基合金中巨汤姆逊效应的工作温度。我们的研究结果提供了一个新的方向，在材料科学的热电和铺平了道路，热管理应用使用汤姆森效应。
2022-02-01 cond-mat.mtrl-sci
Maximization of the thermoelectric cooling of graded Peltier by analytical heat equation resolution
通过材料和设备设计，可以提高珀尔帖冷却器的最大冷却效果。可以采用不均匀的FGM（功能梯度材料）的使用，以便在不改善zT（品质因数）的情况下增加最大冷却，然而这些系统通常基于zT的局部优化是增加热电性能的合适标准的假设。在本文中，我们解决了梯度材料的热方程，并进行了分析和数值分析的梯度珀耳帖冷却器。我们找到了一个当地的标准，我们用来评估热电冷却梯度材料的可能改善。一个公平的改善冷却效果的半导体材料（高达$36\%$）的预测和冷却的最佳分级系统进行了描述。讨论了材料电子气状态方程的影响，并描述了梯度系统与经典系统在熵产生项上的差异。
2018-01-16 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Control of sphalerite-chalcopyrite phase transition in CdSnAs2 for n-type thermoelectrics with high power factor
本研究针对热电材料中n型性能滞后问题，通过控制CdSnAs2的冷却速率抑制闪锌矿-黄铜矿相变以优化微观结构，最高冷却速率样品在600K时功率因数达3.18mW/mK²，超过传统二元n型热电材料，为中温热电应用提供高潜力候选材料。
2024-12-01 cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric cooling properties of a quantum Hall Corbino device
本文根据电导率的实验数据，分析了量子霍尔区Corbino器件的热电制冷特性。我们专注于冷却功率和线性响应内和线性响应外的性能系数。在{ \em Phys. Rev. Applied，{ \bf 14} 034019（2020）}中报告的该器件中的热电压测量表明，传输发生在扩散状态中，没有由于在宽范围的温度和填充因子中的电子-声子相互作用引起的效应的特征。在这种情况下，电子的热量和电荷电流可以用单个传输函数来描述。我们从电导测量的实验数据中推断出这个函数，并且我们计算了作为热偏置和电偏置的函数的填充因子和温度的宽范围的冷却功率和性能系数。我们预测一个有趣的冷却性能在几个参数制度。
2021-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Rotating thermoelectric device in periodic steady state
本文提出了一种由单个热电导体组成的旋转热电器件，该器件工作在两种周期性稳态模式下：当热电导体的冷热端周期性地瞬时反转时的开关周期模式（P模式）和当热电导体边缘的温度按正弦波连续变化时的连续正弦模式（S模式）。研究了旋转（TE）装置周期稳态下的发电和冷却特性。旋转TE器件的效率和冷却温度不仅取决于无量纲TE优值，而且还取决于一个额外的无量纲参数，包括旋转周期，尺寸和TE导体的热扩散率。所提出的分析方法可以推广到更复杂的定时模式，并允许解决TE器件参数的优化问题。我们研究了旋转TE器件与传统静止稳态相比是否可能实现更好的性能，S模式显示出在某些时候更深的冷却。
2014-09-06 cond-mat.mtrl-sci
Advances in the optimization of silicon-based thermoelectrics: a theory perspective
热电装置将温度梯度转换为电能，反之亦然，从而能够从废热、传感和冷却中收集能量。然而，这些有吸引力的应用中的许多受到热电材料的有限效率的阻碍，特别是在低温状态下。本文综述了近年来通过纳米结构化、合金化和化学优化设计新型高效硅基热电材料的研究进展，强调了理论和原子模型的贡献。
2019-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Numerical Computation of Thermoelectric and Thermomagnetic Effects
描述Seebeck，Hall，Nernst，Peltier，Ettingshausen和Righi-Leduc效应的唯象方程被数值求解，用于计算半导体在磁场下的温度，电流和电化学电势分布。结果进行了比较实验。
1998-06-03 cond-mat.mtrl-sci
Room Temperature Thermoelectric Properties of Isostructural Selenides Ta2PdS6 and Ta2PdSe6
我们用单晶样品测量了Ta_2 PdX_6（X=S，Se）在室温附近的热电性能。结果表明，Ta_2PdX_6在中低温至室温范围内具有较高的功率因数，其中Ta_2PdSe_6的功率因数最大，在300 K时的电导率为10-2 Ωcm。如果通过化学取代降低晶格热导率，Ta_2PdS_6将是Peltier冷却材料的可能候选者。
2021-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Cost-Performance Trade-off in Thermoelectric Air Conditioning System with Graded and Constant Material Properties
热电（TE）气冷是一种固态技术，有可能取代传统的基于蒸汽压缩的空调。在本文中，我们提出了一个详细的系统级建模的热电空调系统的位置相关（梯度）和恒定的材料属性。在成本性能权衡方面提供了系统的设计优化策略。我们的建模考虑了系统两侧的真实对流传热。对流换热系数，空气流量，热电材料的性能的影响进行了研究，不同的关键参数，如TE腿厚度，模块填充因子，和输入电流。恒定的材料性能和渐变的性能被认为是TE材料，它们的冷却程度，性能系数（COP），和功耗方面进行比较。对于梯度材料，我们采用一维有限元方法来解决耦合的电流和热电流方程与任意配置文件的材料属性随位置变化沿TE腿。我们发现，梯度材料可以提高冷却的程度，但只有在牺牲COP，相比的情况下，恒定性能的材料。在ZT = 1的恒定材料特性和相对低的电流的情况下，TE冷却器的功耗可以在相同的冷却能力下低于传统空气调节器的功耗。考虑到其他优点，如需求灵活的操作，低噪音和高可扩展性，热电冷却可能是未来空调应用的竞争技术。
2020-11-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Enhanced Figure of Merit in Bismuth-Antimony Fine-Grained Alloys at Cryogenic Temperatures
热电（TE）材料的研究在热能转换为电能和制冷应用中起着至关重要的作用。铋锑合金是一种很有前途的热电致冷材料。本文中，在低温（100- 150 K）下，由微米尺寸晶粒组成的熔纺n型Bi_（85）Sb_（15）块体样品获得了接近0.6的高品质因数ZT。所获得的ZT比多晶平均单晶的~0.4的ZT高近50倍，并且其也显著高于通常用于低温冷却应用的Bi-Te合金中在150 K以下测量的小于~0.3的ZT。改善的热电性能可以归因于从快速凝固实现的细晶粒微观结构，这不仅显著降低了热导率，而且减轻了偏析效应。用热盘法测得在100 K附近的热导率为1.5 W m-1 K-1。在双带有效质量模型下分析了这一有趣的半金属-半导体合金系统的热电性质。研究首次揭示了Bi-Sb合金的禁带宽度随温度的升高而逐渐变窄。这种Bi-Sb合金的磁热电效应进一步改善了TE性能，导致ZT为约0.7。在NdFeB/BiSb/NdFeB复合系统中进一步证实了磁TE效应。具有高ZT的BiSb磁体系统的紧凑性使得能够在热电冷却应用中利用磁TE效应。
2019-10-15 cond-mat.mtrl-sci
MnP films with desired magnetic, magnetocaloric and thermoelectric properties for a perspective magneto-thermo-electric cooling device
一种透视磁热电冷却装置（MTECD），包括中心磁热（MC）材料（例如，Gd）夹在两个热电（TE）材料（例如，MNP）。MTECD中TE材料的存在引导热流方向并增强热脉动。在这种情况下，使用在相似温度区域内将大TE与小MC特性相结合的铁磁TE材料可以提高磁通量密度和热交换效率。在这里，我们表明，具有所需的磁性，MC和TE性能的MnP纳米棒结构的薄膜是非常有前途的用于MTECD。使用分子束外延在300、400和500°C下在Si衬底上生长膜。400 oC样品显示出所需的TE和MC组合。在室温下获得了24.06 μW m ~（-1）K ~（-2）的大功率因数。在该温度区域中，膜表现出小的MC效应（在m0 H = 2 T时，-Δ SM ~ 0.64J/kg K和Δ Tad ~ 0.3K），但是铁磁性引起中心MC材料的增强的MC效应。这些特性可以使MTECD能够在高频下操作。
2021-12-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Non-reciprocal heat transfer advances flexible thermoelectric devices
Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；Tongji University（同济大学）
该研究提出基于非互易热传递的柔性热电器件设计，结合导热复合材料与丝网印刷技术，无需外置散热器即可实现29.25的冷却温度降，拓展了柔性热电器件的应用场景。
2026-08-24 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Intergrowth and thermoelectric properties in the Bi-Ca-Co-O system
用助熔剂法分别从900 $\celsius$和950 $\celsius$冷却生长Bi-Ca-Co-O系单晶。单晶的特征在于通过透射电子显微镜和X射线衍射。从900 $\celsius$开始冷却，获得了具有四重（$n$ =4）岩盐（RS）层的错配钴酸盐[Ca $_2$ Bi $_{1.4}$ Co $_{0.6}$ O $_4$ ] $^{RS}$ [CoO $_2$ ] $_{1.69}$单晶。这种晶体的室温热电势（TEP）为180 $μ$ V/K，远大于具有四重RS层的Sr基错配钴矿。然而，随着950 $\celsius$的冷却，观察到四重（$n$ =4）和三重（$n$ =3）RS型层基错配钴矿单晶的共生。与[Ca $_2$ Bi $_{1.4}$ Co $_{0.6}$ O $_4$ ] $^{RS}$ [CoO $_2$ ] $_{1.69}$单晶相比，共生长使TEP和电阻率均明显提高，而室温下的功率因数保持不变。
2007-07-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A note on the electrochemical nature of the thermoelectric power
虽然热电输运理论已经建立并广泛应用，但是对于塞贝克系数（或热电功率）的适当热力学定义仍然存在一定程度的混乱，塞贝克系数是电荷输运和热输运之间相互作用强度的量度。实际上，当考虑热电系统时，并不总是清楚塞贝克系数是与系统的化学势的梯度相关还是与其电化学势的梯度相关。这篇教学文章旨在阐明这种混乱，并澄清热电耦合的热力学定义。首先，我们回顾一下塞贝克系数是如何通过实验确定的。然后，我们转向热电系统中的热电功率和相关电位之间的关系的分析：作为化学和电化学电位的定义澄清，我们表明，适当考虑每个电位，人们可以推导出塞贝克系数的非简并半导体，而不需要引入接触电位有时在文献中看到。此外，我们证明了由热电效应产生的电流的唯象表达式可以直接从漂移扩散方程得到。
2016-04-02 cond-mat.mtrl-sci
Combining Machine Learning Models with First-Principles High-Throughput Calculation to Accelerate the Search of Promising Thermoelectric Materials
本文通过第一性原理高通量计算构建含796种硫族化合物的热电数据库，并训练集成学习与深度学习模型筛选有前景的n型和p型热电材料，分类准确率均超85%，AUC超0.9，展示了机器学习加速热电材料发现的高效路径。
2024-05-04 cond-mat.mtrl-sci
Carrier-phonon decoupling via annealing enhances thermoelectric performance of Bi2(Te,Se)3
通过退火引入阳离子空位，同时降低载流子密度并增强声子散射，实现载流子-声子解耦，使Bi2Te2.6Se0.4在373 K获得峰值ZT 1.06，提升热电制冷性能。
2025-09-26 cond-mat.mtrl-sci hep-ex
Enhanced Thermoelectric Power in Dual-Gated Bilayer Graphene
材料的热电功率通常由其能带结构和载流子密度决定，可以通过化学掺杂而变化，而化学掺杂通常受到掺杂剂溶解度的限制。显示出大热电功率的材料可用于许多工业应用，例如热电转换和热电冷却装置。在这里，我们展示了通过在双层石墨烯上施加垂直电场来打开带隙而产生的双栅极双层石墨烯器件中的热电功率的完全电场调谐。我们发现了在低温下热电功率的大幅增强，这可能为使用石墨烯基器件的低温热电应用开辟了新的可能性。
2011-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric Effects in Magnetic Nanostructures
我们的模型和评估的Peltier和Seebeck效应的磁性多层纳米结构的热电性能的有限元理论。我们提出的热电势和电流引起的温度变化，由于珀耳帖冷却/加热的解析表达式。磁性元件的热电势通常是自旋极化的，导致自旋-热耦合效应。自旋阀中的热电效应依赖于磁化方向的相对排列，并且对自旋翻转散射以及正常金属间隔中的非弹性碰撞敏感。
2009-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mg$_{3+δ}$Sb$_x$Bi$_{2-x}$ family: A promising substitute for the start-of-art n-type thermoelectric materials near room temperature
半个多世纪以来，Bi 2 Te 3-xSex系列热电材料一直是近室温n型热电材料的先驱，在近室温的主动冷却和新型波收集应用中占据主导地位，但其脆性和含Te的缺点限制了其进一步的应用探索。在这里，我们表明，Mg 3 +δ SbxBi 2-x家族（（ZT）平均值=1.05）可能是一个有前途的替代Bi 2 Te 3-xSex家族（（ZT）平均值=0.9-1.0）在50-250 °C的温度范围内的热电性能相当的基础上，通过协同效应从可调带隙使用合金效应和可抑制Mg空位形成使用填隙Mn掺杂剂。前者是将最佳热电性能移到RT附近，后者有助于部分解耦电输运和热输运，以获得最佳RT功率因数。带隙的正温度依赖性表明，该家族也是一个优越的中温热电材料的显着抑制双极效应。此外，与Bi 2 Te 3-xSex家族相比，机械韧性高两倍，巩固了在RT附近的最新n型热电材料的有前途的替代品。
2018-12-03 cond-mat.mtrl-sci
Observation of transverse Thomson effect
该研究首次在半金属 Bi$_{88}$Sb$_{12}$ 合金中观测到由 Nernst 和 Ettingshausen 效应协同作用产生的横向汤姆逊效应，揭示了其与传统效应的物理机制差异，为主动热管理技术提供了新原理。
2025-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Direct electronic measurement of Peltier cooling and heating in graphene
热电效应允许从废热产生电力以及冷却和加热的电气控制。值得注意的是，这些效应对费米能周围的态密度的不对称性也非常敏感，因此可以作为纳米级电子结构扭曲的探针。在这里，我们认为二维石墨烯作为一种优秀的纳米碳材料，探索电子和热传输现象之间的相互作用，通过提出一个直接和定量测量的Peltier组件的电子冷却和加热的石墨烯。由于包括纳米级温度计的架构，我们检测到的Peltier组件调制高达15 mK的电流为20 $μ$ A在室温下，并观察到电子和空穴制度的Peltier冷却和加热之间的完全逆转。这种基本的热力学性质是研究二维材料中纳米级热电输运的补充工具。
2016-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Prediction of large barocaloric effects in thermoelectric superionic materials
利用经典分子动力学模拟和第一性原理计算方法，预测了热电快离子导体Cu $_{2}$ Se在室温以上存在大的压热效应.在温度区间$400 \le T \le 700$ K内，静水压力$1$ GPa引起$|ΔS| \sim 15$ -$45$ Jkg $^{-1}$ K $^{-1}$的大的等温熵变和$|ΔT| \sim 10$ K的绝热温移.在分析的热力学范围内没有结构相变。这种大的压热效应的原因是Cu $_{2}$ Se的离子电导率的显著的$P$诱导的变化和材料固有的高非谐性。相同大小的单轴应力，无论是压缩还是拉伸，产生相对小得多的热效应，即$|ΔS| \sim 1$ Jkg $^{-1}$ K $^{-1}$和$|ΔT| \sim 0.1$ K，这是由于对Cu $_{2}$ Se的离子扩散率几乎没有影响。我们的模拟工作表明，热电化合物呈现高离子无序，如铜和银基硫族化合物，可以呈现大的机械热效应，因此是有前途的材料，用于工程固态冷却应用，不需要施加电场。
2019-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Weyl points enabling significant enhancement of thermoelectric performance in an antiferromagnetic van der Waals metal GdTe3
Key Laboratory of Material Physics, Ministry of Education, School of Physics, Zhengzhou University（郑州大学物理学院教育部材料物理重点实验室）；Department of Physics, State key laboratory of quantum functional materials, and Guangdong Basic Research Center of Excellence for Quantum Science, Southern University of Science and Technology (SUSTech)（南方科技大学物理系量子功能材料国家重点实验室和广东省基础研究中心量子科学卓越中心）；Hefei National Laboratory, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学合肥国家实验室）；Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University（南京大学先进微结构协同创新中心）
研究通过磁场诱导拓扑转变，发现GdTe3在13.5T磁场下功率因数达18846μW m⁻¹ K⁻¹，热电性能提升显著，揭示韦尔点对热电增强的贡献。
2026-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric properties of cement composite analogues from first principles calculations
建筑物每年造成全球能源浪费的相当大一部分，因此产生了过量的碳排放。虽然热量在寒冷的月份和气候中直接损失，导致热负荷增加，但在炎热的气候中需要冷却和通风。提高建筑物能源效率的一个途径是将热电设备和材料集成到建筑物的结构中，以利用内部和外部之间的温度梯度来做有用的工作。水泥基材料在现代建筑中无处不在，并提供了一个有趣的功能化机会。本文采用密度泛函理论和玻尔兹曼输运方法，系统地研究了水化硅酸钙（C-S-H）凝胶类似物雪硅钙石热电材料的电子输运系数。塞贝克系数的计算值在指示良好热电材料的典型量值（200 - 600 $μV/K$）内。雪硅钙石模型被预测为本质上是$p$型热电材料，因为存在大量的Si-O四面体网站。雪硅钙石模型的计算电子$ZT$的最佳值分别为0.983（400 $\mathrm{K}$和$10^{17}$ $\mathrm{cm^{-3}}$）（雪硅钙石9）、0.985（400 $\mathrm{K}$和$10^{17}$ $\mathrm{cm^{-3}}$）（雪硅钙石11）和1.20（225 $\mathrm{K}$和$10^{19}$ $\mathrm{cm^{-3}}$）（雪硅钙石14）。
2022-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Phonon driven spin distribution due to the spin-Seebeck effect
在这里，我们报告的自旋Seebeck效应的GaMnAs在一个扩展的温度范围内的测量旁边的热导率，比热，磁化强度和热电功率。自旋Seebeck效应在GaMnAs的尺度与GaAs衬底的热导率和声子拖曳贡献的GaMnAs的热电功率的振幅，表明声子驱动的自旋再分配。声子-磁振子拖曳的唯象模型解释了测量的自旋分布的空间和温度依赖性。
2011-02-04 cond-mat.mtrl-sci
Limitations of zT as a Figure of Merit for Nanostructured Thermoelectric Materials
对热电纳米复合材料进行了数值研究。热电性能作为平均晶粒尺寸或纳米颗粒密度的函数进行检查，通过模拟测量，因为它们将在实验中完成。根据以前的理论和实验结果，我们发现，塞贝克系数，功率因数和品质因数，zT，可以增加纳米结构时，周围的晶界或嵌入的纳米粒子存在的能量障碍。然而，当我们模拟具有相同材料的热电冷却器的性能时，我们发现最大温差远小于给定zT的预期。没有电活性晶界的相同纳米复合材料具有较低的测量zT，但较高的最大冷却温度。解释了这些结果的物理原因。结果表明，zT作为电活性晶界的纳米复合材料的品质因数的局限性，并建议通过纳米结构化来提高热电材料的电性能的能力是有限的。
2019-07-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Fundamentals and advances in transverse thermoelectrics
本文综述横向热电转换的现象、原理、统一分类、器件性能公式及材料与应用进展，指出热边界条件的关键作用和其简化热电器件结构的潜力。
2025-09-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
New Directions for Thermoelectrics: A Roadmap from High-Throughput Materials Discovery to Advanced Device Manufacturing
本综述梳理了高通量材料发现（结合机器学习形成闭环）及先进制造在热电领域的进展，涵盖材料筛选到器件制造，为热电技术发展指明方向。
2024-03-09 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Thermoelectric refrigerator based on asymmetric surfaces of a magnetic topological insulator
热电（TE）制冷（例如珀耳帖冷却器）使得电能能够直接转换热能的独特机会成为可能。在这里，我们提出了一个TE模块的制冷和发电模式，利用非对称表面的磁性拓扑绝缘体（量子反常霍尔绝缘体）与周期性阵列的中空填充有两个不同的绝缘体。基于玻尔兹曼输运理论，我们证明了其效率，即，在低于300 K的低温状态下，无量纲品质因数ZT超过1。所提出的装置可以用作在小规模冷却中需要精确温度控制的热管理装置。
2021-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Machine Learning-Assisted 3D Printing of Thermoelectric Materials of Ultrahigh Performances at Room Temperature
本文提出机器学习辅助的挤出打印方法，通过高通量实验与贝叶斯优化协同搜索墨水配方和打印参数，打印出室温zT达1.3的BiSbTe基热电材料，为复杂三维热电材料与器件制造提供了通用策略。
2024-07-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Large transverse thermoelectric figure of merit in a Dirac semimetal
导电材料中的热电（TE）转换对于提供可再生能源和固态冷却具有突出的重要性。虽然传统上，塞贝克效应对TE品质因数zST起着关键作用，但它遇到了阻碍其转换效率的基本约束。最值得注意的是，电子和空穴的电荷补偿减少了这种效应，并且通过Wiedemann-Franz（WF）定律使相应的电导率和热导率相互交织，这使得它们在zST中的独立优化是不可能的。在这里，我们证明，在狄拉克半金属Cd 3As 2的能斯特效应，即，塞贝克效应的横向对应物，可以产生大的TE品质因数zNT。在室温下，zNT = 0.5在一个小领域的2 T;它显着超越其纵向对应zST的任何领域，并进一步增加变暖。一个大的能斯特效应一般预期在拓扑半金属，受益于双极传输的补偿电子和空穴和他们的高迁移率。在这种情况下，热量和电荷传输是正交的，即，不再受WF法律的约束更重要的是，通过将费米能级调谐到狄拉克节点来进一步优化zNT，这不仅是由于增强的双极输运，而且还由于显著的Berry曲率引起的异常能斯特效应。前者的拓扑平凡和后者的非平凡的优势相结合，有望开辟一条新的途径，高效的横向热电。
2019-08-01 cond-mat.mtrl-sci
Weak Polar Optical Phonon Scattering Decouples Electron and Phonon Transport in Layered Thermoelectric Materials
本文通过高通量密度泛函理论计算筛选出236种层状半导体，发现低有效质量及弱极性光学声子散射的材料具有高横向载流子迁移率和功率因子，GaGe₂Te表现出高横向电导率和功率因子，同时具有极低的横向上热导率。
2026-04-25 cond-mat.mtrl-sci
Adiabatic transverse thermoelectric conversion enhanced by heat current manipulation in artificially tilted multilayers
本文研究人工倾斜多层膜中由非对角热传导增强的绝热横向热电转换，在Co₂MnGa/Bi₀.₂Sb₁.₈Te₃体系中于45°倾斜角实现-116.1 μV/K横向热电势，并将最大折合效率从等温极限的3.1%提升至绝热极限的8.1%。
2025-02-04 cond-mat.mtrl-sci
Magnon-induced Giant Anomalous Nernst Effect in Single Crystal MnBi
热电模块是一种很有前途的能量收集和高效冷却方法。除了纵向Seebeck效应，最近利用反常能斯特效应（ANE）的横向器件引起了人们的兴趣。对于高转换效率，要求材料应具有大的ANE热电功率和低电阻，其产物是ANE电导率。ANE通常用Berry曲率的内在贡献来解释。我们的观察表明，外部贡献也很重要。对MnBi单晶的研究表明，在80 K时，在0.6 T下，其ANE热电势高达10 $μ$ V/K，横向热电导率超过40 A/Km。从理论计算的洞察力，我们把这个大ANE主要归因于一个新的平流磁振子的贡献所产生的磁振子电子自旋角动量转移。我们认为，在铁磁材料中引入大的自旋轨道耦合可以通过磁振子的非本征贡献来增强ANE。
2021-12-09 cond-mat.mtrl-sci
An original unified approach for the description of phase tranformations in steel during cooling : first application to binary Fe-C
利用Landau的相变理论，定义了原始的序参量，并使用唯象的相变温度，据报道，它是可能的，在一个全球性的方法来描述的条件下形成的每一个阶段（铁素体，贝氏体，马氏体）从奥氏体在钢冷却过程中。它允许提出一个新的严格的分类控制每个相变的不同热力学条件。在第二步中，该方法自然地预测冷却速率对贝氏体开始温度的影响。最后的观点进行评估，以扩展的方法，以考虑到外部场的影响，如施加的压力。
2012-05-06 cond-mat.mtrl-sci
Transport and electrical properties of cryogenic thermoelectric FeSb2: the effect of isoelectronic and hole doping
本文研究Bi等电子取代和Pb空穴掺杂对低温热电材料FeSb2输运性质的影响，发现1%掺杂可显著降低热导率，并揭示其金属-绝缘体转变及拓扑行为证据。
2023-11-01 cond-mat.mtrl-sci
The thermoelectric conversion efficiency problem: Insights from the electron gas thermodynamics close to a phase transition
针对热电材料转换效率低的问题，通过关联电子工作流体热弹性与输运性质，揭示常规材料性能局限，发现电子相变涨落区可提升功率因子，但可用温度范围窄，为效率优化提供新方向。
2024-10-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
ErMn$_6$Sn$_6$: A Promising Kagome Antiferromagnetic Candidate for Room-Temperature Nernst Effect-based thermoelectrics
本文研究Kagome磁体ErMn$_6$Sn$_6$，发现其在反铁磁相中展现拓扑与反常能斯特效应，300 K和3 T下系数达1.71 μV/K，优于多数倾斜反铁磁材料，为室温能斯特热电设备提供候选。
2025-04-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Cooperative Spin Caloritronic Devices
本文提出了一种热电器件的概念--协同自旋热电子器件（CSCD），其中两个或多个能量通道（如自旋、电荷和热流）之间的协同作用可以显著提高自旋热电子器件的能量效率。我们推导出了CSCD的品质因数和最大效率的解析形式，由于合作效应。在具有多重耦合效应的自旋热电子系统中，协同效应显著提高了系统的品质因数和最大效率。几个例子的CSCD，包括电流和热电流诱导DW运动，自旋热电发电机和自旋热电冷却/加热，研究说明合作效应的有用性。我们比较了CSCD的效率与最近提出的几个自旋热电子器件。我们的方案为寻找未来自旋热电子器件的高性能材料和结构提供了一条新的途径。
2016-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Signature of magnon Nernst effect in an antiferromagnetic insulator
实验研究了与铁磁绝缘体中磁振子霍尔效应类似的磁振子能斯特效应。在MnPS3单晶上生长的Pt条中的热电电压在低温下表现出非单调的温度依赖性，这不能用Pt中的电子起源来解释，但可以归因于由磁振子能斯特效应引起的逆自旋霍尔电压。通过磁电冷却控制MnPS3晶体中的反铁磁畴，可以调制Pt中的低温热电势，这证实了Pt中的磁振子能斯特效应的出现|MnPS3杂化结构。
2017-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reference compositions for bismuth telluride thermoelectric materials for low-temperature power generation
Korea Electrotechnology Research Institute (KERI)（韩国电气技术研究院）；Kyungpook National University（庆北国立大学）
本文通过数据驱动分析提出 BiTe 基热电材料参考组成，用于低温发电，展示了其高功率输出和效率，推动热电模块标准化与工业应用。
2025-07-09 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Large Seebeck Effect by Charge-Mobility Engineering
塞贝克效应描述了在暴露于温度梯度的导电固体中产生电势。除了固体物理中的基本相关性外，它还是决定功能热电材料性能的关键量。在大多数情况下，它是由费米能级的能量依赖的电子态密度所主导的，这与通过电子结构工程实现卓越热电的普遍努力是一致的。在这里，我们展示了基于电荷载流子弛豫的Seebeck效应的另一种来源：随着温度迅速变化的电荷迁移率可以导致Seebeck系数的相当大的增加。这种新的Seebeck源明确地证明了Ni掺杂的CoSb 3，其中发生了戏剧性的迁移率变化，由于两个不同的电荷弛豫制度之间的交叉。我们的研究结果揭示了许多其他难以捉摸的材料的塞贝克系数的显著特征的起源，其特征在于一个显着的流动性不匹配。由于后者的物理起源可以有很大的不同，我们的建议提供了一个统一的框架，了解了大量的热电现象。如果利用得当，这种效应还可以为设计用于固态冷却或发电的改进热电材料提供一种新的途径。
2015-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin entropy as the likely source of enhanced thermopower in $\rm\bf Na_xCo_2O_4
在电场中，固体中的电子流动除了产生常见的电荷流外，还产生熵流。这种珀耳帖效应是所有热电制冷器的基础。热电冷却应用的兴起导致了对更有效的珀耳帖材料的研究，并重新引起了对电子-电子相互作用如何增强诸如过渡金属氧化物\cite{Mahan,Beni,Kotliar,Chaikin}的材料的热电势$Q$的理论兴趣。在这种增强的一个重要因素是电子自旋熵，这是预测\cite{Chaikin,Kwak,KwakChaikin}占主导地位的熵流。在这里，我们报告这种抑制的层状氧化物$\rm Na_xCo_2O_4$的证据，并提出证据表明，这是一个强相关效应。
2004-06-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
High thermoelectric performance in metallic NiAu alloys
本文通过调控能量依赖的电子散射，在二元NiAu合金中实现了高达34 mWm⁻¹K⁻²的功率因子和0.5的zT值，刷新金属热电性能纪录，证明利用s-d选择性散射可在金属中实现高效热电转换。
2023-03-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-Glass-like Transition and Hall Resistivity of Y2-xBixIr2O7
研究了烧绿石氧化物Y2-xBixIr 2 O 7的各种物理性质。在零场冷却（ZFC）和场冷却（FC）条件下测量的磁化强度M在温度T=TG以下具有不同的值。在TG附近观察到的电致伸缩率r和热电功率S的异常T依赖性表明磁化行为是由于自旋冻结状态的转变。在这种自旋冻结状态下，用ZFC和FC条件测量的霍尔折射率rH在低温阶段（T<TG）也有不同的值。引起这种滞后行为的可能机制进行了讨论。
2003-02-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Photoconductivity of biased graphene
石墨烯在光电探测器、太赫兹成像器和等离子体激元器件等光电应用领域具有广阔的应用前景。石墨烯结中光响应的起源已被广泛研究，并归因于热电或光伏效应。此外，热载流子输运和载流子倍增被认为起着重要作用。在这里，我们报告的内在光响应偏置，但否则均匀的石墨烯。在这个经典的光电导实验中，热电效应是微不足道的。相反，光伏和光致辐射热效应占主导地位的光响应，由于热的光生载流子的产生和随后的晶格加热通过电子-声子冷却通道分别。所测量的光电流显示极性反转，因为它在背栅电压扫描中在这两种机制之间交替。我们的分析产生了升高的电子和声子温度，前者比后者高一个数量级，证实了热电子驱动狄拉克点附近的均匀石墨烯的光伏响应。
2012-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
