近日，我校物质科学学院陈辰研究员与哈尔滨工业大学（深圳）张倩教授、香港大学陈粤副教授合作，在调控离子键化合物的热电性能方面取得进展，相关成果以“Chemical bonding manipulation unlocks high performance ionic-bonded thermoelectrics”为题，发表于学术期刊Nature Communications。陈辰研究员为本论文的共同通讯作者。

       具有强离子性和显著电子局域化特征的离子键化合物通常具有宽带隙和强光学声子散射，导致载流子浓度和迁移率受限，从而表现出较差的电输运性能。传统的载流子调控等手段很难实现这类材料热电性能的优化。

       本研究以离子键化合物碲化锰（MnTe）为研究对象，通过引入化学键调控策略调节电子分布并引入多尺度声子散射中心，在提升电输运性能的同时有效抑制晶格热导率。在电输运方面，成功解耦了载流子浓度、迁移率和有效质量之间的耦合关系，实现多参数协同优化，从而显著提高功率因子。在热输运方面，随着键长增加引起的晶格软化以及多级缺陷结构的构建，有效降低了声子群速度并增强了全谱声子散射，实现了极低的晶格热导率。基于上述协同调控，材料的热电性能得到了显著提升。基于此材料构建的分段器件在473 K温差下实现了约11%的热电转换效率，可以媲美部分经典的IV-VI族热电材料。这一结果表明了化学键调控策略在离子键体系中的有效性，为优化此类材料并推动其在温差发电中的应用提供了新的思路。