近日,深圳大学物理与光电工程学院范平教授与郑壮豪研究员分别为通讯作者和第一作者,在国际顶级学术期刊Nature Sustainability(影响因子27.157,中科院JCR一区),以深圳大学为第一通讯单位发表了题为"Harvesting waste heat with flexible Bi2Te3 thermoelectric thin film" 的研究成果,澳大利亚昆士兰科技大学陈志刚教授为该论文共同通讯作者,我院敖冬威博士、澳大利亚昆士兰科技大学史晓磊博士为共同第一作者。该研究提出了一种全新的热电薄膜合成技术,并结合掺杂及薄膜生长取向协同调控,在柔性材料热电性能及机械性能提升方面取得了重大突破。
Bi2Te3基柔性热电材料在可穿戴设备、微型半导体器件等领域具有重要的应用,但和传统块体热电材料性能相比,还有很大差距,整体表现为低的热电优值。针对这一问题,本研究团队首创一种全新的定向热扩散薄膜合成方法,在柔性衬底上实现了高质量Bi2Te3薄膜的制备,并利用Ag的掺杂及薄膜择优生长取向的协同调控,最终制备出热电优值超过1.0、且具有极佳柔性机械特性的n型Bi2Te3热电薄膜,并基于该薄膜材料构建了可应用于人体发电、温度传感及通电制冷的柔性热电薄膜器件。该研究工作对于高质量柔性热电薄膜材料及器件的研发提供了一种极有效的全新技术途径。
同时,与该工作相关的前期研究成果也于2022年相继发表在国际知名期刊AdvancedEnergyMaterials(影响因子29.698)、AdvancedFunctionalMaterials(影响因子19.924)以及Advanced Science (影响因子17.521)上,深圳大学为所有论文的第一通讯单位,郑壮豪研究员为论文的通讯作者。
研究工作得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金、深圳市科技计划等项目支持。
论文链接:
NS: https://www.nature.com/articles/s41893-022-01003-6
AEM:https://doi.org/10.1002/aenm.202202731
AFM:https://doi.org/10.1002/adfm.202207903
AS:https://doi.org/10.1002/advs.202103547