대부분의 최신 열전 재료는 무기 반도체이다. 방향성 공유 결합 때문에 일반적으로 실온에서 5% 미만의 낮은 인장 변형률을 보인다. 그러나 이 연구에서는 단결정 Mg3Bi2가 (0001) 면(ab 면)을 따라 최대 100%의 매우 높은 인장 변형률을 나타낸다는 것을 발견했다. 이는 기존 열전 재료보다 최소 1 order 높은 수준이며, 유사한 결정 구조를 가진 많은 금속들을 능가한다.
실험적으로 변형된 Mg3Bi2에서 슬립 밴드와 전위가 관찰되었는데, 이는 전위 슬라이딩이 미시적 소성 변형 메커니즘임을 나타낸다. 화학 결합 분석 결과, Mg3Bi2에는 낮은 슬립 장벽 에너지를 가진 여러 면이 존재하여 다양한 슬립 계가 가능한 것으로 나타났다. 또한 슬립 과정에서 지속적인 동적 결합이 일어나 원자면의 쪼개짐을 방지하여 큰 소성 변형을 유지할 수 있다.
특히, 텔루륨 도핑된 단결정 Mg3Bi2는 실온에서 ab 면을 따라 약 55 μW/cm·K^2의 파워 팩터와 약 0.65의 무차원 성능 지수를 보여, 기존의 연성 열전 재료를 능가하는 성능을 나타낸다.
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Kluczowe wnioski z
by Peng Zhao,We... o www.nature.com 07-10-2024
https://www.nature.com/articles/s41586-024-07621-8Głębsze pytania