近期，星空在线,星空在线(中国)低维能量转换材料与器件课题组在PbSe薄膜热电性能研究方面取得进展，相关研究成果“Ultrahigh in-plane thermoelectric performance in self-assembled PbSe:Au films with vertically aligned nanopillars”发表在Acta Materialia (2022, 227: 117692)。硕士研究生王佳为第一作者，宁兴坤博士和王淑芳教授为共同通讯作者。
硒化铅（PbSe）是一种窄带隙半导体材料，在光电、热电等领域具有广泛的应用前景。p型PbSe由于其多价带特征，已经获得了较高的热电性能，但目前在n型PbSe上报道的热电性能相对较低。在此工作中，作者利用脉冲激光沉积技术制备n型PbSe薄膜，通过设计构筑PbSe:Au自组装垂直纳米柱排列结构（VAN结构）的纳米复合薄膜来提升其热电性能。通过引入Au纳米柱，一方面， PbSe与Au的界面形成肖特基势垒，利用能量过滤效应提高了其塞贝克系数；另一方面，PbSe/Au 垂直界面存在高密度位错，大幅降低了其面内热导率。在523 K时，PbSe:Au纳米复合薄膜的ZT值达到2.6，比纯PbSe 薄膜（0.5）高出4倍以上。这种VAN结构设计为调控材料的热电性能提供了一种新的思路和方法。
以上工作得到了国家自然科学基金、河北省自然科学基金、河北省教育厅自然科学基金等项目和物理学院公共测试中心的大力支持。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.actamat.2022.117692
