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日前，耀彩网质料科学与工程学院金属先进凝固成形及装备手艺国家地方团结工程研究中心葛振华教授团队在硫化铜热电质料的多形态相调控方面取得主要希望，相关研究以《Pseudo-polymorphic Phase Engineering for improved Thermoelectric Performance in Copper Sulfides》为题，揭晓在质料科学领域顶级学术期刊Advanced Materials。耀彩网为第一作者单位，质料科学与工程学院博士研究生杨添驭为第一作者，葛振华教授、冯晶教授为通讯作者。

硫化铜热电质料中的多形态相调控战略示意图

固体质料中的多态性在矿物学、晶体学、化学/生物化学、质料科学和制药领域中普遍保存。只管多态性很难控制，但设计特定的多形态相和相关界面结构是压电铁电领域提升质料性能的有用途径。在该项事情中，将多形态相界的看法引入到硫化铜（Cu_2-xS）热电质料中，并提出了多形态相工程的看法。通过在Cu_1.8S中引入特另外Cu²⁺离子，在室温下获得了Cu_1.8S的高温立方相，并由于结构有序化获得了立方相超结构，由于Cu含量的升高还引入了Cu₂S的六方相，因此形成了立方相/立方相超结构/六方相的三相共存结构，并且由于晶体取向关系，这三种相结构的界面具有全共格结构，全共格相界具有弱的电子散射能力和强的声子散射能力，因此有利于电声解耦，提升热电性能。最终3wt.% CuBr₂掺杂的Cu_1.8S在773K时的峰值ZT抵达了1.25，为原始Cu_1.8S样品的2.3倍。该项事情使用原子级区分率扫描透射电子显微镜证实了原始Cu_1.8S低温相向准多形态相工程构建的高温相转变历程，同时视察到差别准多形态相之间的（半）共格界面的形成，变温原位透射电镜表征批注这种因素调制的相变具有温度可逆性。该项事情证实了准多形态相工程是铜硫基热电质料提升热电性能的有用要领，并且该优化战略同样有望应用于其他相变质料。

硫化铜热电质料中的多形态相结构的透射电镜表征图

德国于利希电镜研究中心金磊研究员、华南理工大学郑风珊教授、陕西师范大学吴笛教授对该研究作出了主要孝顺。本课题获得国家重点研发妄想、国家自然科学基金项目、云南省应用基础研究妄想重点项目、优异青年基金项目的资助。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202308353

（供稿：质料科学与工程学院）