热电材料是凝聚态物理和能源材料领域的前沿研究方向，并且在能源转换与利用领域，热电材料因能够将废热直接转化为电能，被视为推动可持续能源发展的重要技术。衡量其性能的关键参数——热电优值（ZT），由塞贝克系数、电导率以及热导率之间的复杂耦合关系共同决定。而在众多影响因素中，如何有效降低晶格热导率，被普遍认为是提升热电性能的核心突破口。
近期，烟台大学物理与电子信息学院戴振宏教授、赵银昌教授课题组在半惠斯勒（half-Heusler）化合物、111型Zintl相化合物、122型Zintl相化合物的热电性质研究领域均取得了重要进展。研究团队通基于第一性原理计算，通过引入考虑声子自能对声子能量的一阶和二阶修正项的自洽声子理论结合压缩感知技术求解声子玻尔兹曼输运方程，得到与可用实验测量结果高度吻合的晶格热导率，同时理论预测出一系列同种结构化合物的本征晶格热导率，得到了适用于废热回收应用的高热电优值。同时，他们揭示了原子质量与原子间键合协同产生的Rattling振动模式、具有独特分级特性的声子色散和声子带隙对声子寿命以及晶格热导率的决定性影响机制；提出了无重原子体系中强自旋轨道耦合效应影响材料电子输运性能的非传统观念，为高性能热电材料的设计与优化提供了新的理论方向。
受到国家自然科学基金项目和山东省自然科学基金重大基础研究项目的资助的半惠斯勒结构热电性质研究成果“Unconventional lattice thermal transport and high thermoelectric performance in eight alkali-metal half-Heusler compounds AMgX (A = Li, Na, K, Rb; X = As, Sb, Bi)”发表于自然指数期刊《Physical Review B》，论文第一作者为2023级硕士研究生吕龙超；111型Zintl相化合物研究“Rattling-driven low thermal conductivity in CsCaX(X= Bi,P) and anomalous optical phonon dominance in CsCaP”发表于《Physical Review Applied》，论文第一作者为2023级硕士研究生梁玉丰；122型Zintl相化合物研究“Revisiting thermoelectric transport in 122 Zintl phases: Anharmonic phonon renormalization and phonon localization effects”发表于《Materials Today Physics》（五年影响因子10），论文第一作者为2023级硕士研究生王振国。
文章信息：
文章作者：Longchao Lv（吕龙超）, Yinchang Zhao（赵银昌）, Jun Ni（倪军）, and Zhenhong Dai（戴振宏）
文章题目：Unconventional lattice thermal transport and high thermoelectric performance in eight alkali-metal half-Heusler compounds AMgX (A = Li, Na, K, Rb; X = As, Sb, Bi)
文章DOI：10.1103/b2m3-vhpk
链接：https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/b2m3-vhpk
文章作者：Yufeng Liang（梁玉丰）, Yinchang Zhao（赵银昌）, Xichang Wang （王喜昌）, Jun Ni（倪军）, and Zhenhong Dai（戴振宏）
文章题目：Rattling-driven low thermal conductivity in CsCaX (X = Bi, P) and anomalous optical phonon dominance in CsCaP
文章DOI：https://doi.org/10.1103/dby1-kn78
链接：https://journals.aps.org/prapplied/abstract/10.1103/dby1-kn78
文章作者：Zhenguo Wang（王振国）, Yinchang Zhao（赵银昌）, Jun Ni（倪军）, and Zhenhong Dai（戴振宏）
文章题目：Revisiting thermoelectric transport in 122 Zintl phases: Anharmonic phonon renormalization and phonon localization effects
文章DOI：https://doi.org/10.1016/j.mtphys.2025.101979
链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542529325003359
八种半惠斯勒化合物中高ZT的物理起源
122型Zintl相化合物热电性能机制
来稿时间：12月24日 审核：刘俞斌 责任编辑：刘运正
