2016年7月4号，我系何佳清教授团队在能源材料领域顶级期刊Nano Energy《纳米能源》（影响因子11.553）上发表学术论文《Investigation into the Extremely Low Thermal Conductivity in Ba heavily doped BiCuSeO》。南方科技大学为该论文的第一作者单位，该论文第一作者是联合培养博士研究生冯丹，何佳清教授为唯一通讯作者，该论文的第一性原理计算部分由物理系助理教授黄丽研究组合作完成的；该工作的材料制备和表征的部分工作得到北京航空航天大学、武汉理工大学以及德国于利希研究中心的支持。

　　热电材料可以实现电能与热能的相互转换，在废热发电上的应用可以有效提高能源的利用效率，缓解能源危机。在现有材料体系中，含氧热电化合物被视为是一类环境友好且原料丰富的热电材料。BiCuSeO就是一类热电性能非常好的含氧化合物，其中12.5% Ba掺杂的BiCuSeO材料在含氧热电化合物体体系中具有最高的热电性能，最主要原因是该材料表现为极低的热导率，也就是具有非常强的声子散射能力，但是其机理还是不明朗。在本篇论文中，通过利用球差校正透射电子显微镜中的多种表征手段，结合第一性原理计算以及Callaway模型模拟，我们发现了该材料具有极低热导率的原因：少量Ba元素在BiCuSeO基体中Bi的位子形成固溶极限形成一种点缺陷散射高频率声子；更多的Ba元素在BiCuSeO基体中形成大量纳米析出相BaSeO3散射中频率的声子；微米尺度的晶粒会散射低频率的声子。三种频率的载热声子被大量的散射是这种材料获得极低热导的重要原因。本工作的球差校正电镜研究还首次提供了Ba元素在BiCuSeO基体中取代Bi-O层中Bi元素的直接证据。

　　因此，在BiCuSeO体系中，结合基体本身存在的晶格非谐性，使其形成了极低的热导率，从而提高了BiCuSeO热电性能。这对于进一步寻找高性能的氧化物热电材料体系提供了理论了基础。

文章链接：http://dx.doi.org/10.1016/j.nanoen.2016.07.003