Synergistic Grain Boundary and Phonon Engineering Enables Ultrahigh Thermoelectric Performance in Mg 3 (Sb, Bi) 2 ‐Based Materials
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Le résumé fourni par la source
ABSTRACT Thermoelectric Mg 3 (Sb, Bi) 2 has emerged as a rising star in virtue of its promising thermoelectric performance and abundant constituent elements. However, its practical application is hindered by challenges in synthesis and the strong coupling between electrical and thermal transport properties. Herein, we propose a dual‐pronged strategy that combines grain boundary engineering and phonon engineering to decouple electron and phonon transport in Mg 3 (Sb, Bi) 2 . By employing a tantalum‐tube encapsulated melting technique together with Cu doping, the grain size is markedly increased to ∼25 µm, effectively suppressing carrier grain boundary scattering and enabling single‐crystal‐like electrical transport with a high carrier mobility exceeding 200 cm 2 V −1 s −1 . Meanwhile, atomic‐scale alloy disorder and nanoscale Mg 2 Cu precipitates introduce strong phonon scattering, leading to an ultralow lattice thermal conductivity of 0.36 W m −1 K −1 . Eventually, a peak zT of 1.9 at 750 K and a high conversion efficiency of 10.6% at ΔT = 488 K are achieved, demonstrating the competitive performance of these materials and devices. This study not only provides new insights into the manipulation of grain boundary scattering, but also demonstrates the great promise of Mg 3 (Sb, Bi) 2 for waste‐heat harvesting.
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Le contrôle bibliographique ouvert
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- Titre Crossref
- Synergistic Grain Boundary and Phonon Engineering Enables Ultrahigh Thermoelectric Performance in Mg <sub>3</sub> (Sb, Bi) <sub>2</sub> ‐Based Materials
- Date Crossref
- 30/08/2026
- Éditeur
- Wiley
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Shanghai Jiao Tong University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Anyang Normal University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Shanghai Research Institute of Materials pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Donghua University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Centre National de la Recherche Scientifique pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Normandie Université pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Université de Caen Normandie pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Shanghai Institute of Ceramics pays non établi dans la noticeStructure de recherche
Shanghai Jiao Tong University, Anyang Normal University et Shanghai Research Institute of Materials, avec 5 autres affiliations.
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