【学术聚焦】2026年第14期：全国重点实验室陈玲教授团队在p型AgSbTe2热电材料性能调控方面取得新进展

热电材料是一种能够实现热能与电能直接相互转化的先进电子功能材料，其应用主要覆盖航天国防、微电子热管理、汽车尾气及工业余热回收等领域。TAGS固溶体（(GeTe)ₓ(AgSbTe₂)₁₋ₓ）是太空电源（RTG）的经典p型热电材料，尤其用于NASA深空探测器的放射性同位素温差发电器，被用于好奇号、毅力号火星车、新视野号等代表性任务。而TAGS固溶体体系的关键组分就是AgSbTe₂。

作为一类重要的中温区热电材料，AgSbTe₂存在热力学稳定性差，室温下块体AgSbTe₂基体中常析出Ag₂Te和Sb₂Te₃杂相。即便采用机械合金化、熔融退火及区域熔炼等多种制备工艺下仍不可避免地残留少量的α-Ag₂Te第二相。

本研究中，武汉纺织大学的陈玲教授团队通过高温固相反应法，成功制备出铅在阳离子位掺杂的AgSbTe₂基化合物（AgSb_0.96Pb_0.04Te₂）。在该材料中，Pb²⁺取代Sb³⁺引发了晶格膨胀，并将Ag空位的形成能由-0.133 eV（自发过程）提升至0.024 eV，进而有效抑制了Ag₂Te杂相析出，稳定了AgSbTe₂材料基体。在此基础上，Pb掺杂还实现了电子输运与声子输运的协同优化。电子输运层面，载流子浓度提升两个数量级，电导率显著提高，获得18.14 μW cm^-1 K^-2的高功率因子。声子输运层面，Pb引入的位错可有效增强声子散射，同时软化了晶格中的成键，降低声学与光学声子频率，促进声光振动间的耦合，显著抑制热传导，获得接近热扩散极限的超低晶格热导率。最终，在623 K下，将AgSbTe₂ 基材料的热电优值ZT从0.8提升到AgSb_0.96Pb_0.04Te₂ 2.0，达到该类材料的最优性能值之列。

近日，该成果以“Lead-Doping Enabled Band Engineering and Phonon Transport Modulation: Key to High-Performance Thermoelectric AgSbTe₂”为题发表于Angewandte Chemie International Edition（链接：doi.org/10.1002/anie.2554196）。北京师范大学、武汉纺织大学是共同通讯署名单位，第一作者是北师大23级硕士研究生韩云冲，通讯作者是纺织新材料与先进加工全国重点实验室吴立明和陈玲教授。