2016年6月14号，我校物理系何佳清教授团队在能源材料领域顶级期刊 Advanced Energy Materials《先进能源材料》（影响因子15.230）上发表学术论文《High Performance Thermoelectricity in Nanostructured Earth-abundant Copper Sulfides Bulk materials》。南方科技大学为该论文的唯一作者单位，该论文的全部工作，包括材料的合成和优化，物理性能测试，微结构表征等均在南科大完成。博士后葛振华（注：现为昆明理工大学教授）是该论文的第一作者；南科大二年级本科生林京洋在材料的合成做了大量的工作，是该论文的第四作者；何佳清教授为唯一通讯作者。

         硫化物热电材料是一类原料来源丰富并且环境友好的热电材料，但其缺点是其热电性能一直难以获得大幅提高，该论文中，以Cu9S5为研究对象，首次采用机械合金化法实现了碱金属元素Na的间隙掺杂。进入Cu9S5晶格的Na原子引入了自由电子，使得Cu9S5原本过高的空穴浓度得以下降，提高了Seebeck系数。而且实验中意外的发现，Na的掺杂不仅可以调控载流子浓度，并且当Na含量超过其在Cu9S5中的固溶度后会在体系中引入大量的纳米气孔。纳米气孔大幅地降低了体系的热导率，进一步提高了Cu9S5的热电性能。通过引入原位纳米析出物降低材料热导率的报道很多，但是通过掺杂原位引入纳米气孔为首次报道。此外，通过Na元素的有效掺杂，Cu9S5体系的ZT值在773K达到1.1，比未掺杂的样品提高了120%，同时也超过了目前公认的可以实际应用的热电材料的标准ZT值1.0，因此具有很大的应用前景。

         除此之外，Cu9S5还是一种超离子导体，超过超离子转变温度361K以后，Cu离子可以自由移动参与导电，本文还讨论了这种超离子导电性与Cu9S5热电性能，特别是热传输性能的影响，指出了传统的载流子热导的计算公式Ke=LσT不适用于该体系，应当进行离子修正。这为进一步研究超离子导体热电体系，热电输运性质与其超离子导电性的关系奠定了基础。

文章链接：http://dx.doi.org/10.1002/aenm.201600607