物科院趙云山教授在低維材料熱電輸運(yùn)領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。熱電材料通過將環(huán)境中廢熱直接轉(zhuǎn)為有效可利用的電能，為當(dāng)前能源危機(jī)提供了一種可持續(xù)、綠色便捷的能源補(bǔ)給途徑，如何提高熱電材料熱電特性成為學(xué)者不斷討論和研究的話題。二維半導(dǎo)體材料作為后硅半導(dǎo)體時(shí)代重要部分，其具有較高載流子遷移率和較大的有效電子質(zhì)量，其在熱電領(lǐng)域中應(yīng)用近年來也引起了廣泛關(guān)注。在該工作中，研究人員報(bào)道了“能帶工程”可以顯著提高新型二維半導(dǎo)體材料PdSe2的熱電特性，其功率因子可高達(dá)1.5 mWm-1K-2。通過退火處理可以降低接觸電阻，同時(shí)能夠有效去除雜質(zhì)缺陷和有機(jī)物殘余。研究人員把熱電器件在480K環(huán)境中退火4個(gè)小時(shí)，發(fā)現(xiàn)PdSe2導(dǎo)電性提高了將近10倍，同時(shí)電子載流子遷移率達(dá)到210 cm2V-1S-1，最終熱電因子提高了將近3倍。通過對比不同厚度的PdSe2樣品熱電特性，研究人員發(fā)現(xiàn)，越薄的PdSe2呈現(xiàn)出更好的導(dǎo)電和熱電特性。第一性模擬計(jì)算證實(shí)，隨著厚度降低，導(dǎo)帶中有額外的能帶出現(xiàn)，兩個(gè)能級發(fā)生了簡并，從而提供更多電子態(tài)密度和創(chuàng)造更多電子通道。考慮PdSe2晶格低對稱性導(dǎo)致的較低熱導(dǎo)率，研究人員預(yù)測室溫下其ZT可達(dá)0.1，優(yōu)越于目前報(bào)道的其他二維半導(dǎo)體材料。此研究證實(shí)，熱退火處理和“維度工程”能顯著提高材料的新型二維半導(dǎo)體PdSe2熱電特性，從而為當(dāng)前不斷涌現(xiàn)的二維半導(dǎo)體材料在低維熱電領(lǐng)域提供了新思路。該工作對于探索低維材料應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)自供電領(lǐng)域具有深遠(yuǎn)意義。