【儀表網 研發快訊】近日，中國科學院高能物理研究所中國散裂中子源(CSNS)譜儀數據分析團隊與合作者利用中子散射實驗技術以及理論計算探究了熱電材料CsAg5Te3的結構和聲子動力學，解釋了該有序晶體的異常低熱導機制，成果以《Strong low-energy rattling modes enabled liquid-like ultralow thermal conductivity in a well-ordered solid》為題發表在國內高水平期刊《國家科學評論》(National Science Review)上。
固體材料中的熱傳導由橫波和縱波聲子共同參與，而液體熱輸運主要由縱波聲子來實現。因此，通常情況下，固體的導熱效果比液體強。研究團隊依托大科學裝置CSNS的多物理譜儀(MPI)，充分結合第一性原理計算、中子衍射實驗及非彈性實驗、玻爾茲曼輸運理論等，對一種低熱導晶體材料進行了詳細的結構和聲子動力學研究，在有序晶體CsAg5Te3中觀測到了類液體的聲子輸運行為。在MPI開展的中子衍射及對分布函數(PDF)實驗結果表明該材料在8-700 K寬溫區結構穩定，沒有發生結構相變也沒有超離子態轉變。該工作說明在不摻雜等調控手段下，有序晶體材料本征的結構特征就可以導致強聲子散射，從而在無機晶態材料中實現超低熱導，為理解低晶格熱導提供了重要的指導，同時也為設計熱電材料、熱管理器件、熱障涂層及熱絕緣體等提供了思路。
高能所王保田副研究員和南方科技大學何佳清教授為論文共同通訊作者，高能所譜儀數據分析團隊劉鵬飛副研究員和物理所李西陽博士為該工作的共同第一作者。該工作得到了國家自然科學基金委、廣東省、深圳市等的資助和支持。
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