FAMU-FSU工程学院与国家强磁场实验室的研究团队发现，化合物硒化锡在加热时会经历原子级的结构变化——这种变化有助于电导，但不利于热导。
这项研究的发现可能会推动制冷技术、汽车及核电站废热回收等新技术的应用，相关成果已发表在《自然通讯》期刊上。
“硒化锡是一种独特的化合物，”FAMU-FSU工程学院的化学与生物医学工程教授Theo Siegrist表示。“由于其独特的高温热电特性，吸引了众多研究者的关注。优化这些特性可能为未来的可持续发电及其他应用提供可行的选择。”
科学家们已经了解到，硒化锡在高温下具有极高的热电系数，这意味着它能够通过温度差产生强大的电流。关键在于理解其原因及机制。
研究人员发现，当化合物加热时，锡与硒之间的键几乎保持不变，依然由三个短键和若干长键连接。然而，化合物中的锡原子开始移动，从完全有序的晶格结构转变为部分无序的晶格结构。
西格里斯特指出：“关于这种变化的初步想法是原子被替换了，但我们发现这实际上是一种有序-无序的相变。”他补充道：“可以说，锡原子在四处移动。这就是硒化锡散射热量的能量波的原因。”
一个理想的热电材料需要具备良好的导电性，同时热导率应尽可能低。在硒化锡中，这一特性通过锡原子在高温下的动态部分无序实现，从而降低了导热性。
西格里斯特与橡树岭国家实验室(ORNL)及田纳西大学诺克斯维尔分校的研究人员合作开展了这项研究。他们在ORNL使用一种称为散裂中子源的粒子加速器来测试该材料。该加速器通过将质子发射到靶材上，产生中子爆发，使科学家能够分析靶材的晶体结构。
通过观察原子尺度上的变化，研究人员能够理解驱动工程师可能希望优化的某些特性的因素。
西格里斯特表示：“这是基础研究，我们对材料的机制及其影响感兴趣，以便在热电装置中发挥作用。”“所有这些想法都可以通过提高效率来改善能量转换设备。”
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希望本篇文章《神秘化合物：硒化锡或许是热电材料的突破口》能对你有所帮助！
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