热电纳米材料碲化铋（Bi2Te3）

热电材料是一种在固体状态下就可使热能与电能相互转换（静态能量转换）的材料。它能做成重量轻、体积小的微型半导体制冷器，解决计算机技术、航天技术、超导技术及微电子技术等高技术领域的制冷难题。目前，热电半导体产业已延伸至国际上最为热门的新材料、新能源等高新产业。商用热电行业的原料主要是Bi2Te3 基热电半导体材料。Bi2Te3基热电半导体材料以炼铜的副产物铋、碲、硒等为原料， 按一定的配比和特殊的掺杂经定向生长得到Bi2Te3基热电半导体晶棒。

目前，用低维化和纳米化来实现电、声输运特性的协同调控，从而优化材料的热电性能，是热电材料领域的一个重要研究方向。主要通过外混、原位复合等方式引入纳米颗粒，纳米颗粒的散射中长波长的声子，从而降低材料的晶格热导率， 同时纳米化有助于载流子在费米能级附近态密度的提高， 纳米颗粒构成的界面所产生的界面势垒能有效过滤低能量载流子， 从而增大赛贝克系数。

本书综述了热电纳米材料碲化铋（Bi2Te3）的最新研究进展，包括最新的合成方法、结构表征方法、热电性能及理论模型分析，另外，书中还介绍了热电材料器件应用于不同的新能源发电设备以及分析热电材料的商业潜能。

全书共12章：1.热电材料的概述。包括热电材料的Seebeck效应、Peltier效应等三种热电效应，半导体材料等内容；2.电沉积法制备Bi2Te3基薄膜和纳米线；3.Bi2Te3纳米线电沉积于高分子径迹蚀刻膜的合成和表征；4.V2VI3薄膜纳米合金材料的合成和结构及传输性能表征；5.Bi2Te3 薄膜材料结构和传输性能研究；6.Bi2Te3 基块体纳米材料的合成方法、热电性能分析；7.Bi2Te3 纳米线、纳米复合材料及纳米块体材料的高能X射线和中子散射分析方法；8.Bi2Te3 纳米材料的结构分析，包括单晶纳米线的化学计量分析、化学模拟分析及电子传输系数的计算等；9.Bi2Te3晶体点缺陷的密度函数理论研究；10.基于玻尔兹曼理论从头开始描述热电性质；11.VVI复合薄膜和纳米线的热导性测试方法及热电价值分析；12.用于表征纳米材料结构及单根纳米线热电性能研究的热电纳米线表征平台（TNCP）的发展。

本书作者团队的前沿科研项目得到了德国科学基金支持，作者团队具有国际化的科研水平。第1编者Oliver Eibl是 Tubingen 大学应用物理学教授，负责高温超导和太阳能电池等项目，至今发表过100多篇科研论文，10多项发明专利，是德国热电协会成员。第2编者Kornelius Nielsch是德国汉堡大学教授，他是麻省理工的博士后，主要涉足纳米线、纳米管等领域的研究。

这是第一本关于热电材料纳米结构分析的综述类著作，具有开创性价值。书中分析了纳米材料的热电性能及传统热电材料的最新进展，内容全面丰富。

本书适合纳米复合材料领域的研究生和学者，对热电材料、纳米结构表征、Bi2Te3基热电材料、热电器件的应用等研究领域的相关人员有很大的参考价值。

彭金平，博士生

（国家纳米科学中心）