作為論文的第一作者和通訊作者之一，華東師范大學物理學系理論物理研究所的柯學志博士，在最新一期的美國物理學會的權威期刊《物理評論快報》(Physical Review Letters 103(2009)145502)上發(fā)表了有關熱電材料PbTe-AgSbTe2的生長和結構方面的一篇有意義的學術論文。

　　隨著全球工業(yè)化步伐的加快，世界性的能源短缺已經成為制約經濟社會發(fā)展的重要因素。利用溫差來發(fā)電，就是一種能源再利用的極好方法，但是其關鍵是選擇熱電材料與技術。因為其應用不需要使用傳動部件，工作時靜音、無排棄物，對環(huán)境沒有污染，并且這種材料性能可靠，使用壽命長，是一種具有廣泛應用前景的環(huán)保節(jié)能材料。因此，人們希望找到一種擁有較高的熱電轉換效率的材料。然而，大部分熱電材料熱電轉換效率偏低成為制約熱電材料應用的主要因素。熱電轉換效率主要由熱電優(yōu)值(ZT)來決定，現在大部分熱電材料ZT<1(對應熱電轉換效率<10%),因此，提高ZT值一直是熱電材料研究者的主要工作，我國也非常重視，目前有國家重大基礎研究計劃(973)等項目。

　　人們發(fā)現PbTe/AgSbTe2復合材料具有很高的熱電性能，其平均熱電性能優(yōu)值ZT 有可能突破2，高于一般的熱電材料，耐熱溫度可達到800-900K，耐熱溫度區(qū)間則高達500K，人們估計它的熱電轉換效率可能達到18%。因此 PbTe/AgSbTe2復合材料是一種非常有發(fā)展前景、亟待發(fā)掘的材料，對PbTe-AgSbTe2的研究是非常有意義的。為了研究這種材料產生高熱電優(yōu)值的原因，研究者首先必須知道其具體的原子結構，但是在體塊材料PbTe中確定AgSbTe2納米顆粒的生長機制及其結構是當今世界實驗上的技術難題。

　　在美國內華達大學拉斯維加斯分校訪問期間，柯學志博士與該校物理系的陳長風教授，美國通用汽車公司的楊繼輝博士和美國Brookhaven國家實驗室的實驗小組進行合作，利用第一原理的量子力學方法并結合高分辨率的透射電鏡仔細地研究了 AgSbTe2的生長機制及其原子結構，得到了一些有意義的結果。

　　柯學志等研究者對摻雜物AgSbTe2在PbTe中的生長機制和原子結構有了非常有意思的發(fā)現：一是模擬的圖像與高分辨率的透射電鏡一致;二是一般而言，一個帶正電荷(的離子)總是喜歡與一帶負電荷的結成一對(電偶極子)，但在一定的條件下(壓力或者應力的作用下)，研究者發(fā)現情況剛好相反;三是研究者發(fā)現的基態(tài)結構比其它研究組所發(fā)現的大約要穩(wěn)定相當800度的溫度，這些發(fā)現可能對這一類 PbTe摻雜熱電材料將有一定的指導意義。研究者計劃將在此基礎上進一步研究其高熱電優(yōu)的機理和系統地研究這一類熱電材料的生長機制。