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近期，北京科技大学新金属材料国家重点实验室周香林教授联合王沿东教授团队从道永教授，南京理工大学材料学院陈光院士团队唐国栋教授以及成都电子科技大学深圳高等研究院杨军院士在Double half-Heusler（DHH）热电材料领域取得新进展，研究成果以“A novel valence-balanced double half-Heusler Ti2Zr2Hf2NbVFe5Ni3Sb8 alloy by high entropy engineering”为题发表于国际权威期刊《Materials Today Physics》（IF=11.5）；该文第一作者为新金属材料国家重点实验室的博士研究生王超越。
论文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542529323002080
Half-Heusler热电材料是工作于中高温区的优异材料体系。这类材料体系众多，化学稳定性和热稳定性俱佳，机械性能优异，是理想的热电发电材料。然而，大多数HH热电材料室温晶格热导明显高于其它热电材料体系，因此开发兼具优良的热输运性能和电输运性能的HH基热电材料颇具挑战性。
新兴的价电子数为18的DHH Ti2FeNiSb2化合物的晶格热导率显著低于传统的三元HH合金，被认为是一种很有前途的热电材料。考虑掺杂元素与主原子的相似电子结构、化学性质、适当的半径差异以及在ⅣB上掺杂的ⅤB族元素与Fe/Ni杂化对改善电学性能的影响。该团队基于高熵策略和价态平衡概念设计了一种具有高熵子晶格的新型价平衡Double half-Heusler合金。
实验结果表明，合金的电输运性能得到了明显提高，PFmax提高了三倍，同时有效抑制了材料热导率，室温下的热导率是已报道的Ti2FeNiSb2的五分之二。通过第一性原理计算证实了高熵策略有效散射声子，从而抑制晶格热导率。这项工作证明了高熵策略在Double half-Heusler合金中的有效性，为具有价电子数为18的DHH合金热电性能优化提供了新途径，并证实了高熵双半哈斯勒合金作为高性能热电材料的潜力。
*感谢论文作者团队对本文的大力支持。
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