突破性的科學往往是真正合作的結果,，不同領域,、不同觀點和不同經驗的研究人員以一種獨特的方式走到一起。

　　克萊姆森大學的研究人員的這種努力導致了一項可能改變熱電科學前進方式的發(fā)現,。

　　研究生研究助理Prakash Parajuli、研究助理教授Sriparna Bhattacharya和克萊姆森納米材料研究所（CNI）創(chuàng)始主任Apparao Rao與一個國際科學家團隊合作,，以一種新的方式--利用光來研究一種高效的熱電材料,。

　　他們的研究已經發(fā)表在《先進科學》雜志上，題目是“高zT及其在Sb摻雜的GeTe單晶中的起源”,。

　　熱電材料將熱能轉換為有用的電能,；因此，人們對能夠有效地轉換熱能的材料很感興趣衡量該領域進展的關鍵是功績值,，記為zT,，它高度依賴于熱電材料的特性。許多熱電材料表現出1-1.5的zT,，這也取決于熱電材料的溫度,。只有在近期，才有zT為2或更高的材料被報道,。

　　團隊專注于研究碲化鍺（GeTe）的特性,，這是一種單晶材料，但沒有任何摻雜的普通GeTe并沒有顯示出令人興奮的特性,。但是一旦向它添加一點銻,，就可以顯示出良好的電子特性，以及非常低的熱導率,。

　　雖然其他人已經報告了具有高zT的GeTe-based材料,，但這些是多晶體材料。多晶體在它們所形成的許多小晶體之間有邊界,。雖然這種邊界有利于阻礙熱傳遞,，但它們掩蓋了導致高zT的基本過程的起源。

　　這種低熱導率是一個驚喜,，因為這種材料的簡單晶體結構允許熱量在整個晶體中輕松流動,。關鍵是通過被稱為聲子的量化晶格振動來阻止熱量的流動，同時允許電子流動,。

　　這項研究發(fā)現,，在GeTe中摻入適量的銻，可以大限度地提高電子流并大限度地減少熱流,。每100個GeTe中存在8個銻原子會產生一組新的聲子,，從而有效地減少熱流，這在實驗和理論上都得到了證實,。

　　該團隊與生長晶體的合作者一起,，除了進行密度泛函理論計算外，還進行了電子和熱傳輸測量,，通過兩種方式找到這一機制：第一,，通過建模，使用熱傳導數據；第二,，通過拉曼光譜,，探測材料內部的聲子。

　　熱電研究的全新角度從而出現：科學家現在可以用光來解碼熱電材料的熱傳導性,，研究人員意識到用光測量的結果與通過熱傳輸測量發(fā)現的東西很一致,。熱電的未來研究應該使用光--這是一種非常強大的非破壞性方法，可以闡明熱電中的熱傳輸,，用光照耀樣品,，并收集信息，在得到準確結果的同時也不會破壞樣品,。