东京城市大学 (a)-(c)显示1D、2D和3D材料的塞贝克系数如何变化，而(d)-(f)显示相同系统的热电传导率
(a)-(c)的曲线形状没有重大变化；(d)-(e)的剧烈变化超过了黄色标记的阈值范围，使得热电传导率成为更敏感、更明确的维度度量
学分:东京都大学 东京都大学的研究人员已经表明，热电传导率是衡量新开发的热电纳米材料尺寸的有效方法
通过研究半导体单壁碳纳米管薄膜和硫化钼及石墨烯的原子薄片，他们发现了这个数字随电导率变化的明显区别，与1D和2D材料的理论预测一致
这样的度量标准保证了热电材料更好的设计策略
热电装置利用不同材料之间的温差来产生电能
最简单的例子是两条不同金属的带，两端焊接在一起形成一个环；加热其中一个接点，同时保持另一个接点冷却，会产生电流
这被称为塞贝克效应
它的潜在应用有望有效利用日常生活中作为耗散热量而浪费的大量电能，无论是在电力传输、工业废气还是甚至是人体热量方面
1993年，理论上认为原子般薄的一维材料具有制造高效热电装置所需的理想综合性能
由此产生的研究导致了纳米材料如半导体单壁碳纳米管的应用
然而，有一个正在进行的问题，阻止新的设计和系统被准确地表征
热电装置的关键特性是导热性、导电性和塞贝克系数，塞贝克系数是一种在给定温差下不同材料之间的界面上产生多少电压的量度
随着材料科学进入纳米技术时代，这些数字不足以表达正在创造的新纳米材料的一个关键属性:材料的“维度”，或者1D、2D或类似3D的材料的行为
没有一个可靠、明确的度量标准，就很难讨论，更不用说优化新材料了，尤其是它们的结构维度如何导致热电性能的提高
为了解决这个难题，由东京都大学柳木一弘教授领导的团队着手探索一个最近被理论研究标记的新参数，即“热电传导率”
“与塞贝克系数不同，该团队的理论计算证实，1D、2D和3D系统的电导率增加时，该值会有不同的变化
他们还通过实验证实了这一点，分别在1D和2D制备了单壁碳纳米管薄膜以及硫化钼和石墨烯的原子级薄片，这是原型材料
测量结果最终表明，1D材料的热电传导率在较高的传导率值下下降，而2D材料的曲线趋于平稳
他们还注意到，这证明了即使当材料被制备成宏观薄膜时，材料的维度是如何保持的，这极大地促进了利用特定结构的特定维度来改善热电性能的努力
结合理论计算，该团队得出结论，高热电传导率、高常规电导率和低热导率是新设备工程的关键目标
他们希望这些可测量的、有形的目标将为最先进的热电装置的发展带来急需的清晰和统一
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