零点温度附近半导体有机化合物的热电效应

材料牛注：东京理工大学研究中心实验发现，一种有机化合物在极低的温度下会变成半导体材料从而呈现出明显的热电效应。这对新材料的蓬勃发展具有很重大的意义，该研究项目也使我们对在温度接近于绝对零点半导体材料的热电效应有了进一步了解。

热电效应是温差电压的直接转换，这种效应被称为塞贝克效应，通过塞贝克系数衡量(V/℃)。使用高塞贝克系数的材料对于热电发电器和热电冷却器的性能是很重要的。

众所周知，半导体的热电效应会在绝对零度附近候消失，但是，现在这项发现否定了过去的理论，这将会推进那些拥有特殊的热电效应的新材料蓬勃发展。

研究人员测试了有机化合物(TMTSF)2PF6的电阻和热电效应。该物质在12K的时候可以从金属的导电性转变成半导体性，他们发现这种有机化合物在1K的时候有很高的塞贝克感应系数，为了解释这一现象，他们调查了电子作为热载流子是如何运动的，他们的方法就是测试材料内能的分布以及其表现。那些具有高塞贝克系数的材料的产热途径就是变程跳跃，这其中包括了低浓度电子在材料内从一个点跳往另一个点。

“当我们把温度降低在1 K以下时,材料的塞贝克系数急剧增加，高达37 mV / K。”第一作者Yo Machida说道，“这是第一次在实验确认了低温下固体具有一个有限的塞贝克系数。”

该实验发现还支持了一项预测——在绝对零度下，跳跃电子因为库仑力的存在可以使半导体材料可以产生相当大的塞贝克系数。

论文地址：Colossal Seebeck Coefficient of Hopping Electrons in (TMTSF)2 PF6

原文参考链接：Discovery of large thermoelectric effect in organic compound at near-zero temperature Read more: Discovery of large thermoelectric effect in organic compound at near-zero temperature

感谢材料人编辑部杨洪期供稿。

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