全世界所消耗能源的约70%被浪费，其中大部分是废弃的热能。热电材料能够实现能量从热能到电能的直接转换，从而将废热转换为可利用的电能。近年来，随着对绿色能源的需求日益增长，以及纳米热电材料的出现，热电领域再次成为科学家关注的研究热点。凝聚态物理研究所教授吕京涛和我校能源学院教授杨诺共同合作，提出了一种全新的提高热电材料品质因子的方案。

研究热电材料的关键是如何提高热电材料的能量转换效率，即热电材料的品质因子ZT。它是由材料的热输运、电输运系数来决定的。理想的热电材料可以用声子绝缘体-电子晶体来形容，即低热导率、高电导率和高塞贝克系数的材料。因为纳米热电材料具有极低的热导率，所以保持电输运性质不受影响的前提下，可以大幅度提高ZT因子。我校校友美国国家工程院院士、麻省理工学院机械工程系系主任陈刚教授和波士顿学院纳米实验室首席科学家任志峰教授等国内外学者引领了这一方向。

7月7日，纳米学权威期刊《纳米快报》（Nano Letters）上刊发了论文《利用“声子玻璃”材料中的低维电子输运特性提高热电优值》(Enhancing the Thermoelectric Figure of Merit by Low-Dimensional Electrical Transport in Phonon-Glass Crystals)。凝聚态物理研究所教授吕京涛和能源学院教授杨诺为该论文的共同通讯作者，我院研究生米雪娅和能源学院研究生余晓翔为共同第一作者。该工作是我校大力倡导的学科交叉合作研究的优秀成果。

论文中吕京涛和杨诺教授独辟蹊径，提出了一种全新的提高ZT因子的方案。他们提出了在保持三维纳米结构分子晶体的低热导率的前提下，调制其电子能带来提高电输运性质，从而实现高效热电转换的新方案。此外，对比纳米材料，该方案可以有效的避免纳米材料在制备和应用上的困难。该工作以有机小分子组成的晶体为例，通过理论分析和数值计算，证明了这一方案的可行性。文章也强调了该新方案同样适用于被科学界广泛研究的无机晶体材料。相比而言，有机热电材料具有柔性、廉价、无毒、轻便等优势，目前还是热电材料研究领域的一片待开发的领域。

据悉，该工作得到了国家自然科学基金、华中科技大学人才引进基金的支持。

吕京涛教授于2013年加盟我院，此前分别在新加坡、丹麦从事研究工作，长期致力于纳米受限体系中的量子电、热、磁输运性质的理论研究，并取得一系列研究成果，引起国内外同行的广泛关注。这是他继3月在《物理评论快报》发文之后，本年度第二次以华中科技大学为第一单位在高水平国际期刊发表论文。

论文链接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.5b01491