【原】武汉理工《AFM》：原位透射电镜，揭示异常热电性质起源！

由于其低导热率，导体Cu₂Se是一种有前途的热电材料。在从有序和非立方α-Cu₂Se到无序和立方β-Cu₂Se的相变期间，在相变期间观察到热电参数的异常而明显的变化。然而，异常变化的微观结构来源及其对热电应用的影响仍然很大程度上是未知的。

 

来自武汉理工大学等单位的研究人员通过模拟热电学的实际工作条件，结合原位透射电子显微镜仔细研究了由上升温度诱导的α-至β-Cu₂Se的相转变。观察到，当温度升高到相转变点时，会发生Se-Sublattice的突然和各向异性体积变化。结晶体积与温度的异常变化，这是由Cu离子的局部迁移引起的，诱导速度和罕见的片段进行装配，这降低了载体的迁移率并增加了电阻。Cu离子的局部迁移导致相当低的导热率。这种情况仅存在于相位转换的案例中。

 

论文链接：

https:///10.1002/adfm.202100431

图1.在加热Cu₂Se期间DIFF分配模式和TEM图像的变化。

 

图2.Cu₂Se的α-相沿[10-1]方向和β相沿[110]方向之间的结构对比度。

 

图3.加热和冷却Cu₂Se期间的相变。

 

图4.在Cu₂Se加热时图像的变化。 

总的来说，通过应用原位TEM，仔细研究了在α-Cu₂Se至β-Cu₂Se相变期间伴随结晶结构的动态演化以及伴随Se-SUBLATTICE的弹性变形。具有DIFF的α-Cu₂Se域具有方向无关的临界变换温度，这意味着应变在转换过程中起重要作用。α-Cu₂Se结构域与β-Cu₂Se域之间的错配越小，变化温度越低。在瞬间发生大弹性应变的产生和释放发生了相变，这是Cu₂Se异常热电行为的主要起源之一。（文：SSC）