2021年7月8日，《Science》雜志以First Release和全文Research Article的形式在線發(fā)表了北航材料學(xué)院趙立東教授課題組在電子制冷材料及器件的研究上取得的新進(jìn)展：《Momentum and energy multiband alignment enable power generation and thermoelectric cooling》，采用協(xié)同調(diào)控動(dòng)量空間和能量空間的多價(jià)帶傳輸策略，實(shí)現(xiàn)了P型SnSe晶體性能的大幅提升;并搭建了基于SnSe晶體材料的器件，不但實(shí)現(xiàn)了溫差發(fā)電，還實(shí)現(xiàn)了大溫差的電子制冷。通常認(rèn)為能帶間隙Eg 在 (6-10) kBT(其中kB為玻爾茲曼常數(shù)和T為開(kāi)氏溫度)范圍內(nèi)的材料為理想的制冷材料(Goldsmid, et al. Thermoelectric Refrigeration，Springer, 1964.)，但本工作表明能帶間隙約為33 kBT的SnSe晶體材料也具有電子制冷的巨大潛力，且具備成本低、儲(chǔ)量豐富和重量小等優(yōu)勢(shì)(Science, 2021, eabi8668.)。北航2019級(jí)博士研究生秦炳超為第一作者，導(dǎo)師趙立東為通訊作者，北京航空航天大學(xué)、材料科學(xué)與工程學(xué)院為第一單位。

熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)是一類基于半導(dǎo)體材料的新能源技術(shù)。因存在基于Seebeck效應(yīng)的溫差生電現(xiàn)象而被廣泛關(guān)注。但是溫差發(fā)電的逆效應(yīng)(Peltier效應(yīng)，J. C. Peltier, Ann. Chim. Phys. 56 (1834) 371-386.)可實(shí)現(xiàn)通電制冷卻被關(guān)注的較少。電子制冷具有無(wú)噪聲、無(wú)振動(dòng)、不需制冷劑、體積小、重量輕等特點(diǎn)，且工作可靠，操作簡(jiǎn)便，易于進(jìn)行冷量調(diào)節(jié)，可用于耗冷量小和占地空間小的場(chǎng)合，如電子設(shè)備和無(wú)線電通信設(shè)備中重要元件的冷卻，這對(duì)于未來(lái)通訊、5G芯片的微型電子器件等科技自立自強(qiáng)、引領(lǐng)前沿領(lǐng)域的精確溫控具有重要意義。

(關(guān)鍵字：制冷)