可穿戴設(shè)備需要柔性熱電器件，而在室溫下兼具優(yōu)異熱電性能和塑性變形能力的新型材料至關(guān)重要。哈工大（深圳）團(tuán)隊(duì)在這一領(lǐng)域取得最新突破。
隨著柔性電子器件的不斷發(fā)展，可穿戴柔性熱電器件的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)備受關(guān)注。為了滿(mǎn)足柔性熱電器件的性能需求，亟需開(kāi)發(fā)一種兼具塑性與高熱電性能的新型無(wú)機(jī)材料。近日，哈工大深圳校區(qū)張倩教授、毛俊教授團(tuán)隊(duì)在塑性熱電材料領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)了鉍化鎂單晶在室溫下兼具出色塑性變形能力與優(yōu)異熱電性能，該研究成果發(fā)表在《自然》上。
傳統(tǒng)高性能熱電材料多為無(wú)機(jī)半導(dǎo)體，材料往往表現(xiàn)出本徵脆性，在彎曲和拉伸狀況下易發(fā)生斷裂。與之相比，有機(jī)半導(dǎo)體通常具有良好的變形能力，但熱電性能普遍低於無(wú)機(jī)材料。因此，開(kāi)發(fā)出室溫下兼具優(yōu)異熱電性能和塑性變形能力的新型無(wú)機(jī)熱電材料具有重要意義。然而，在室溫附近具備高熱電性能的材料非常有限，額外的塑性變形能力要求則進(jìn)一步提高了材料開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)的難度。
為解決這一難題，張倩教授和毛俊教授團(tuán)隊(duì)製備了厘米級(jí)高品質(zhì)鉍化鎂單晶，該材料在室溫下表現(xiàn)出優(yōu)異的塑性變形能力。
研究發(fā)現(xiàn)，鉍化鎂單晶在面內(nèi)方向的壓縮應(yīng)變超過(guò)75%，拉伸應(yīng)變高達(dá)100%，這一數(shù)值相較傳統(tǒng)熱電材料高出了一個(gè)數(shù)量級(jí)，甚至超過(guò)了部分具有類(lèi)似晶體結(jié)構(gòu)的金屬材料。此外，鉍化鎂單晶可以在室溫下輕鬆實(shí)現(xiàn)彎折、扭曲等多種類(lèi)型的塑性形變。鉍化鎂單晶除了具有出色的塑性變形能力外，優(yōu)化後的鉍化鎂單晶在室溫下還表現(xiàn)出優(yōu)異的熱電性能。
通過(guò)對(duì)比不同材料的室溫?zé)犭娦阅芘c材料的最大拉伸應(yīng)變，可以發(fā)現(xiàn)鉍化鎂單晶兼具優(yōu)異的塑性與熱電性能，其性能優(yōu)於目前的塑性半導(dǎo)體材料。（深圳商報(bào)首席記者 吳吉 通訊員 張又元 毛?。?/p>
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