【科教在线】第78期：材料科学与工程学院材料学八桂学者团队在镁基热电材料性能优化领域取得新的突破（图）

【编者按】为了更好地营造校园学术氛围，传播我校学术科研动态，学校在校园网开辟“科技前沿”专栏，定期总结、回顾学校师生取得的科研成果。欢迎广大师生及时把自己的学术科研成果以邮件的形式告诉我们，我们希望获得您以下成果信息：为政府、企业、媒体进行了专业咨询；科技成果通过了相关鉴定；科技成果落地、实现产业化；发表了高水平的学术论文；获得了专利授权；出版、编著了专著、教材；获得了科技奖励；在重要学术会议上进行了发言……

我们愿意为有学术追求的师生搭建一个交流的平台，希望在师生的努力下，学校的学术氛围日益浓厚，让我们为实现电子信息特色鲜明的高水平大学而奋斗。投稿请通过所在单位，经学校OA系统审核发布。

近日，我校材料科学与工程学院材料学八桂学者团队联合广州大学、上海大学，在Mg3(Sb,Bi)2基材料热电性能优化方面取得新的进展。研究成果以“ConstructingAnti-barrierLayers toEliminateGrainBoundaryResistivity forEnhancingThermoelectricProperties ofPolycrystallineMg3(Sb,Bi)2”为题发表于材料类Top期刊《Advanced Functional Materials》（影响因子19，中科院分区1区），文章DOI: 10.1002/adfm.202512586。材料科学与工程学院硕士研究生李晓媛为第一作者，赵景泰教授、杜玉松副教授，广州大学郭凯教授与上海大学邢娟娟副研究员为共同通讯作者，我校为论文的第一完成单位。

在Mg3(Sb,Bi)2基材料中，低温下的电荷载流子输运通常受晶界散射主导，在晶界处产生载流子束缚与迁移受阻等现象（热激活的导电行为），严重制约了材料的热电性能。研究团队基于电子功函数理论，策略性地在基体材料中引入电子功函数较小的惰性纳米金属颗粒，在金属-半导体界面形成反阻挡层，从而有效抑制了热激活的导电行为，为提升该类材料体系热电性能提供了新思路。基于电子功函数原理，研究团队在多晶n型Mg3(Sb,Bi)2基体中理性引入了W纳米颗粒。W作为一种高效的电子传输介质，激活了晶界处的束缚电荷提升了电子浓度，此外能够促进电子在界面间的迁移，大幅增强了电子迁移率，有效降低晶界电阻，进而在473-573 K温区内获得了高达24μW cm-1K-2的功率因子。此外，引入的W纳米颗粒引发了强烈的声子散射，导致热导率降低。由于电子和声子的协同优化作用，材料在整个测试温区（323-773 K）内实现了1.34的优异平均zT，理论预测的单腿器件效率可达15.4%。该成果展现了Mg3(Sb,Bi)2基材料热电应用中的巨大潜力，为材料性能的提升和应用开辟了新思路。

该项研究工作得到了国家自然科学基金项目（52261005, U21A2054）、广西自然科学基金项目（2024GXNSFBA010062）、中央引导地方科技发展专项资金项目（ZY22096009）、桂林电子科技大学研究生教育创新计划项目（2024YCXS153）、广西八桂学者专项基金以及广州市教育局材料科学与工程重点学科（202255464）的支持。