通过降低维度传输各向异性来观察放大的横向热电信号

《Nature Communications》：Observation of the amplified transverse thermoelectric signals by reduced-dimensionality transport anisotropy

　　

摘要

横向热电器件具有简化的几何结构和高灵活性设计，适用于下一代低温技术。然而，关于横向热电效应的几何放大机制尚未被完全理解。在这项研究中，我们建立了一个通用框架，将维度降低与材料的几何各向异性联系起来，从而提高横向热电性能。以准一维材料Li_0.9Mo₆O₁₇作为模型平台，我们结合理论建模和系统实验，发现其纳恩斯特（Nernst）效应和埃廷斯豪森（Ettingshausen）效应异常强烈，分别达到了11,430 μV/K（25 K，9 T）和0.0063 K·m/A（43.1 K，9 T）；同时，在25 K和9 T的温度下电源因子高达814 μW cm^?1 K^?2。维度降低增强了由塞贝克（Seebeck）效应产生的电场，并通过各向异性的费米面结构提高了载流子的迁移率。这些效应使得横向热电性能远超具有更高载流子迁移率的维度更大系统。我们的研究结果表明，增强材料的几何各向异性是设计高性能横向热电系统的强大技术原理。