Aurivillius相-钙钛矿氧化物复合材料中的巨塞贝克系数

我们提出了一种廉价且可扩展的方法，通过利用 Aurivillius 相氧化物中的天然超晶格结构来实现极高的塞贝克系数（$\alpha$）。具体而言，我们报道了在 Aurivillius 相化合物 SrBi$_4$Ti$_4$O$_{15}$（作为基体）与钙钛矿相材料（例如 La$_{0.7}$Sr$_{0.3}$MnO$_3$ 或 La$_{0.7}$Sr$_{0.3}$CoO$_3$ 作为填料）的复合材料中，300 K 时 $\alpha \approx$ 319 mV/K。如此巨大的 $\alpha$ 值可归因于 Bi$_2$O$_2$ 层有效低维特性所导致的态密度增强的贡献。相应的热导率（$\kappa$）和电导率（$\sigma$）在 300 K 时分别处于 0.7 - 1.25 W/m-K 和 10 - 100 $\mu$S/m 的范围。由于具有高 $\alpha$ 值，此类氧化物复合材料可用作热电堆传感器和高灵敏度辐射热测定应用。我们预期，使用简单合成策略在氧化物复合材料中展示出的巨 $\alpha$ 也为未来面向高温热电应用的材料创新奠定了基础。