近日，实验室青年教师王东洋和北京航空航天大学赵立东教授团队合作在电子制冷材料及器件的研究上取得的最新进展《Lattice plainification advances highly effective SnSe crystalline thermoelectrics》【Science 380（2023）841-846】。青年教师王东洋为论文的第二作者，郑州大学物理学院为该论文的第二署名单位。

在该工作中，实验室青年教师王东洋通过理论计算揭示了SnSe晶体中电输运性能的提升机制。通过研究Cu在SnSe晶体中的不同缺陷态，确定了Cu取代Sn在热力学上是最稳定，较低的能量势垒导致处于间隙的Cu原子能够移动到Sn的空位，从而减少了SnSe晶体中的缺陷，削弱了Sn空位对载流子的散射。基于高温同步辐射精修结构的电子能带结构计算结果表明Cu原子对晶体结构的调制促进了SnSe中多价带的Synglisis效应，进一步提升了Seebeck系数和载流子迁移率。在室温下实现了~ 100 μW cm-1K-2的超高电传输性能，ZT值达到了1.5，300-773K的平均ZT值达到了2.2。基于前述高性能SnSe晶体搭建的热电器件在发电和制冷都表现出优异的性能，制备的热电器件在300K温差下实现了12.2%的发电效率及室温下61.2K的最大制冷温差。

该工作得到了国家自然科学基金等项目的支持。

全文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adg7196