近日，我院低维能量转换材料与器件课题组在PbSe/SnSe多量子阱热电性能研究方面取得进展，相关结果“Ultrahigh Power Factor and Ultralow Thermal Conductivity at Room Temperature in PbSe/SnSe Superlattice Role of Quantum-Well Effect”发表在Small (2021, 2104916)。硕士生高志文为论文第一作者，宁兴坤副教授和王淑芳教授为共同通讯作者。硕士生王佳和王晋荣作为共同作者参与了此项工作。
热电技术是基于热电效应实现热能与电能直接相互转化的技术，热电材料的转换效率用ZT值来表示，可以通过提高功率因子（PF）和降低热导率来实现。我们选择PbSe和SnSe制备了多层量子阱（MQW）结构，利用量子限域效应来优化热电特性。一方面PbSe和SnSe界面处具有较高的导带偏移值，使得电子被限制在n型的PbSe势阱内。其较高的二维电导率使得量子阱结构在室温下获得了高达25.7 μW cm-1K-2的PF值。另一方面，调控了PbSe量子阱的厚度，使其在声子的平均自由程尺度范围内，进而在室温处获得了较低的热导率。最终使得超晶格量子阱的室温ZT值从PbSe单层的0.14增加到MQW的1.6。
以上工作得到了国家自然科学基金、河北省自然科学基金、河北大学光学工程学科建设资金、生命科学与绿色发展学科群项目经费的资助。
