克莱姆森物理与天文学系和克莱姆森纳米材料研究所(CNI)的一组研究人员与世界上最杰出的热电材料研究人员合作，开发了一种新的、万无一失的方法来评估热电材料。

一种评估热电材料的新方法

物理与天文学系研究助理教授SriparnaBhattacharya、工程师HerbertBehlow和CNI创始主任ApparaoRao与世界著名研究员、澳大利亚悉尼新南威尔士大学(UNSW)名誉教授HJGoldsmid合作，创建了一个一站式评估热电材料效率的方法。

Goldsmid因其在热电材料方面的开创性工作而被许多人认为是“热电学之父”。Bhattacharya首先在LinkedIn上与Goldsmid联系，告诉他她在克莱姆森大学攻读研究生期间证实了他的一个理论预测。

后来，Bhattacharya分享了她在加入Rao的研究小组后与Rao一起写的一篇论文。Goldsmid向她提到，他想到了一种研究热电学的新方法，并与她分享了他的一页纸理论。当时他89岁高龄，并热情地开始与CNI研究人员合作，因为他认为Bhattacharya是他自己研究“家庭”的一部分。

热电材料使用温度梯度(DT)来发电。它们可用于通过将热能转化为电能(塞贝克法)来发电，或通过将电能转化为冷却(珀耳帖法)来制冷。热电材料的应用范围从NASA太空任务到车辆座椅加热器和冷却器。

热电材料的效率通过品质因数或zT来衡量，它考虑了材料的温度、电导率和热导率。确定zT的传统方法需要使用不同的设备进行两次测量，这有时会导致研究人员报告不正确的结果。

换句话说，当从一台仪器切换到另一台时，研究人员有时会错误地测量样品中沿不同方向的电导率(电荷流)和热导率(热流)。

由于高DT或冷端与环境之间可实现的最大温差，之前并未使用珀耳帖冷却来评估zT。“我们使用包含金属和半导体结的热电偶将DT降低到更窄的范围，以便可以用更高分辨率确定与温度相关的zT，”Behlow说。

“在Goldsmid教授认识到这种情况并提出这种测量zT的新方法之前，使用金属和半导体来降低DT的想法一直隐藏在众目睽睽之下，”Behlow补充道。

“我们在CNI开发的实验装置(在物理和天文学仪器车间的帮助下)测试了Goldsmid教授的理论，确保电荷流和热流在样品中的相同方向上被测量，”Rao说。“因此，根据设计，我们的方法提供了准确的zT。”

南卡罗来纳州州长科学与数学学院的高中生伊莎贝尔·兰库(IsabelRancu)也为这项研究做出了贡献。Rancu通过克莱姆森研究实习生暑期项目与团队合作，独立验证了Behlow报告的模型计算。

研究中使用的碲化铋样品由物理和天文学系高级讲师PoojaPuneet合成，作为她博士研究的一部分。

UNSW-Clemson的研究题为“Peltier冷却的热电品质因数”，于11月发表在《应用物理学杂志》上。它被选为“编辑精选”，团队认为这是对Goldsmid的致敬。