项目类别：国家自然科学基金委
参与人员：苗蕾 （主持）
起止日期：2012.01-2015.12
热电现象—即热能和电能之间转换并提供了一种制冷或发电的方法—在解决能源和环境危机问题上正在扮演越来越重要的角色。传统的三维材料中，由于几个决定热电性能的关键物理参数相互关联，使得现有热电材料很难获得较高热电优值。本项目基于前期对钛酸盐纳米管巨大塞贝克效应的实验发现，提出利用一维纳米材料独特的空心结构和纳米管层状特殊构造，将两个相关联的物理参数（导热率和导电率）分别调控，达到大幅提高热电物性的效果。在理论计算的基础上，采用调控掺杂和离子交换的方法控制管壁层间的导电离子，以期通过量子尺寸效应提高载流子浓度和导电性能；通过控制纳米管的表面粗糙度、中空部分尺寸和管壁间散乱来控制声子的传导来降低导热系数，从而有望综合提高热电优值。通过该研究结果可进一步认识一维管状纳米材料在传热和电子输运方面的奇异物理性能，不仅可以拓宽热电材料的应用范围，而且对低维纳米材料在其它领域的应用也具有重要促进作用。