层状硫化物热电材料电热输运性质的多重自由度协同调控

This project covers the synergistically optimization of electrical and thermal transport of layered chalcogenides compound for acquisition of high efficient thermoelectric materials. Available pathways will be developed to introduce additional degrees of freedom, while the combination of X-ray absorption fine structure spectroscopy and Positron annihilation spectrometry will be utilized to disclose the structural distortion,the unique electronic structure, and the defect structure. Through controlling the doping, substitution and intercalation of the layered chalcogenides compound, the energy level could be finely manipulated. Then, the thermoelectric properties of the layered chalcogenides compound will be conducted. Based on the effective strategies of “modulation of multiple degrees of freedom” and first-principles calculations, an in-depth understanding of the correlations between synthesis, structure and property will be achieved, which hence provides the theoretical foundation to fabricate high-performance thermoelectric devices. This project will enrich the development of layered inorganic solid chemistry, and also provides new principle and material systems for the design and applications of novel high-performance thermoelectric materials.

本项目拟以多层结构硫化物半导体材料体系为主要研究对象，聚焦其热电参数的协同调控与热电性质的大幅度提高，以多层结构硫化物晶体结构的设计制备、缺陷及精细结构表征和电热输运性质的多自由度协同优化为研究主线，深入开展从分子层次到结构单元层次下多层结构硫化物的理论模拟与化合物设计、新化合物制备、结构性能表征的研究。在建立系列多层结构硫化物制备方法的基础上，结合理论计算，将对高效热电材料的合成-结构-性能三者之间的关系形成一些本质的理论认识，揭示晶态多层结构硫化物中结构及多重自由度与热电性能的关系，实现互为制约的物理量的协同调控，研制出高性能的热电材料，进而为组装构筑系列高性能热-电转换器件提供理论基础。本项目的实施将丰富和发展二维层状无机固体化学，同时也为新型高性能热电器件的设计和应用提供新原理和新材料体系。

本项目拟以多层结构硫化物半导体材料体系为主要研究对象，聚焦其热电参数的协同调控与热电性质的大幅度提高，以多层结构硫化物晶体结构的设计制备、缺陷及精细结构表征和电热输运性质的多自由度协同优化为研究主线，深入开展从分子层次到结构单元层次下多层结构硫化物的理论模拟与化合物设计、新化合物制备、结构性能表征的研究。在建立系列多层结构硫化物制备方法的基础上，结合理论计算，将对高效热电材料的合成-结构-性能三者之间的关系形成一些本质的理论认识，揭示晶态多层结构硫化物中结构及多重自由度与热电性能的关系，实现互为制约的物理量的协同调控，研制出高性能的热电材料，进而为组装构筑系列高性能热-电转换器件提供理论基础。本项目的实施将丰富和发展二维层状无机固体化学，同时也为新型高性能热电器件的设计和应用提供新原理和新材料体系。