化学异质性具有：局部化学涨落、短程有序、局域团簇及容易相分离等特征。实现化学异质性材料性能的优化乃至精准定制，已成为近年来新兴的材料设计策略。在化学异质性材料制备过程中，可通过化学成分设计、工艺调控或外场诱导等手段，在原子至纳米尺度上对元素分布、化学序和局域对称性进行精确调控，进而定向提升材料力学、电学及热学等性能。然而，化学波动易破坏多元高熵体系的构型无序特质；即便元素呈理想随机分布的高熵样品，也易产生微观有序化，此时混合熵的贡献难以抵消混合焓的升高，可能导致材料分解为多个焓主导型相。而由此形成的多相界面，会显著阻碍电荷载流子的迁移。因此，构建抑制构型熵降低的热力补偿机制，实现对化学异质性进行尺度约束，避免材料产生宏观相分离，是当前热电材料研究的一个科学难题。此外，局域化学波动影响声子与电子输运的微观机制，至今仍缺乏系统性阐释。
针对上述关键科学问题，吴立明、陈玲教授团队借助多元极性亚价键化合物低混合焓、高构型熵的特性抑制其相分离，成功制备新型多主元合金SnAg1+xBi1-xTeSe2。本研究首次揭示，该体系的构型熵可在较宽组分范围(x = 0.00 - 0.05 )内有效抑制混合焓大幅波动，从而将焓驱动的化学涨落约束于晶格内部，这也使SnAg1+xBi1-xTeSe2 (x = 0.00 - 0.05 )成为兼具单相、异成分与同结构特征的典型范例。这使得该材料具有晶格的一致对称性，兼具纳米尺度成分涨落与周期性应力波动的协同作用，能在维持良好电荷输运性能的同时，有效抑制声子的传播。在此基础上，本研究构建了结构共振散射机制，实现了对高熵材料中晶内化学涨落对晶格动力学影响的精准量化，进而阐明局域化学波动调控声子输运的微观机制。与传统异质结构相比，本研究发现，通过在高熵热电材料中引入高度极化亚价键、纳米尺度应力波动及Rashba效应，可实现声子与电子性质的有效解耦。
近日，该成果以“Hetero-Composition and Homo-Structure Decoupling Charge and Phonon Properties in p-Type Thermoelectric SnAgBiTeSe2”为题发表于Angewandte Chemie International Edition (链接：doi.org/10.1002/anie.202521387)，武汉纺织大学是第一通讯署名单位，通讯作者是陈玲教授和吴立明教授。
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