近期，公司低维能量转换材料与器件课题组在PbSe薄膜热电性能研究方面取得进展，相关研究成果“Ultrahigh in-plane thermoelectric performance in self-assembled PbSe:Au films with vertically aligned nanopillars”发表在Acta Materialia (2022, 227: 117692)。硕士研究生王佳为第一作者，宁兴坤博士和王淑芳教授为共同通讯作者。
硒化铅（PbSe）是一种窄带隙半导体材料，在光电、热电等领域具有广泛的应用前景。p型PbSe由于其多价带特征，已经获得了较高的热电性能，但目前在n型PbSe上报道的热电性能相对较低。在此工作中，作者利用脉冲激光沉积技术制备n型PbSe薄膜，通过设计构筑PbSe:Au自组装垂直纳米柱排列结构（VAN结构）的纳米复合薄膜来提升其热电性能。通过引入Au纳米柱，一方面， PbSe与Au的界面形成肖特基势垒，利用能量过滤效应提高了其塞贝克系数；另一方面，PbSe/Au 垂直界面存在高密度位错，大幅降低了其面内热导率。在523 K时，PbSe:Au纳米复合薄膜的ZT值达到2.6，比纯PbSe 薄膜（0.5）高出4倍以上。这种VAN结构设计为调控材料的热电性能提供了一种新的思路和方法。
以上工作得到了国家自然科学基金、河北省自然科学基金、河北省教育厅自然科学基金等项目和yl23455永利公共测试中心的大力支持。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.actamat.2022.117692
