Nyligen, en forskargrupp ledd av prof. Zhang Yongsheng från Institute of Solid State Physics, Hefei Institutes of Physical Science förklarade framgångsrikt de nya fysiska mekanismerna bakom pyrit-typ ZnSe ₂ .

ZnSe av pyrittyp ₂ förening förutspåddes som en stark anharmonicitet och lovande termoelektrisk av samma team tidigt i år, medan den underliggande fysiska mekanismen bakom föreningen förblev tvetydig.

Forskarna analyserade vibrationsspektrum och elektriska egenskaper hos ZnSe ₂ , och verifierade dess termoelektriska egenskaper.

Deras resultat visade att vibrationsspektrumen för ZnSe ₂ kännetecknades av båda de isolerade högfrekventa optiska fononlägena på grund av sträckningen av Se-Se-dimerer, och de lågfrekventa optiska fononlägena med en stark anharmonicitet på grund av Zn-atomernas skramlande lägen, speciellt rotationerna av Zn-atomer runt dessa dimerer.

Därför, de föreslog att förekomsten av lokaliserade Se-Se-dimerer leder till den starka anharmoniciteten hos lågfrekventa optiska fononlägen och den låga värmeledningsförmågan.

Vidare, deras analys av elektroniska egenskaper visade att ZnSe ₂ hade de komplexa energiisoytorna av både valens- och ledningsband nära Fermi-nivån, vilket skulle kunna bidra till de lovande elektriska transportegenskaperna hos p-typ och n-typ ZnSe ₂ . De låga värmeledningsförmågan och lovande elektriska transportegenskaperna ledde till ett stort termoelektriskt värde av ZnSe ₂ för dopning av både p-typ (ZT=2,21) och n-typ (ZT=1,87).

Deras studier avslöjade effekten av den fysiska mekanismen bakom detta termoelektriska fenomen som kan användas för att vägleda forskare att söka lovande termoelektriska material som innehåller starka icke-metalliska dimerer.