热电材料可以利用各种热源，包括太阳能、地热和余热，在不增加现有污染物的情况下产生清洁的电力。热电装置可以直接将热量转化为电能而不产生污染物，并且在过程中，没有机械噪音和振动，从而确保发电过程的可持续运行，是解决全球能源短缺问题的有效途径之一。

近期，烟台大学物电学院计算物理团队利用第一性原理的计算方法，全面研究了双碱金属铋化合物Li₂NaBi的热输运和热电性质。通过力学性能计算和从头算分子动力学模拟，发现Li₂NaBi具有良好的耐久性和高温热稳定性。此外，较强的四声子散射导致晶格热导率在高温下迅速下降，在900 K时只有0.73 Wm^-1K^-1。同时，以共价键结合的Bi-Bi原子框架提供了较高的电导率和载流子迁移率。研究发现n型和p型掺杂都能捕获非常高的功率因子和优异的热电性能。其中，p型Li₂NaBi在900 K时的ZT值高达2.66，几乎是经典热电材料PbTe的两倍。因此，Li₂NaBi是一种很有前途的热电候选材料。价格低廉、重量轻、耐用等优点使其具有大规模应用的潜力。

该成果以“Strong anharmonic phonon scattering and superior thermoelectric properties of Li₂NaBi”为题发表在《Materials Today Physics》（影响因子11+）上。我校赵银昌教授、戴振宏教授以及清华大学倪军教授、中科院物理所孟胜研究员为论文共同通讯作者。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.mtphys.2023.100990

审核：李营