第302章 材料的奇迹与“微小火焰”的点燃(1/2)

“灯塔”基地,能源小组实验室。

自从“节点内部微能源回收”的新思路被提出,陈帆团队的研究重心发生了显着倾斜。外部环境俘能的研究并未停止,但更多的精力和最富创造力的头脑,都投入到了如何利用节点自身废热或微小内外温差的课题上。

这无疑是一个更为苛刻的挑战。它要求热电材料不仅要在微小温差下具备高转换效率,还要能制成极薄的薄膜或微米级器件,以便集成到本就已经寸土寸金的微纳节点内部,并且不能显着增加节点的整体功耗(自身废热回收的前提是净能量增益)。

研究再次陷入了僵局。已有的热电材料体系,无论是传统的bi2te3(碲化铋)基材料,还是一些新兴的硅化物、氧化物,在宏观尺度下或许表现尚可,但一旦制备成微米级薄膜,其热电性能(主要由泽贝克系数和电导率、热导率决定)往往会急剧衰减,界面效应、晶界散射等问题变得异常突出。

实验台上,各种采用不同工艺(磁控溅射、脉冲激光沉积、电化学沉积等)制备出的薄膜样品,在精密的微区热电性能测试平台上,给出的数据曲线大多令人沮丧。

“陈博士,还是不行。采用共溅射工艺的bi2te3\/sb2te3超晶格薄膜,理论计算应该能有效降低热导率,但实际测得的泽贝克系数也比块体材料下降了近60%,整体优值(zt值)远达不到实用要求。”一位负责材料制备的工程师摘下护目镜,疲惫地汇报道。

陈帆盯着屏幕上那条近乎平坦的曲线,眉头紧锁。他知道,他们可能触及了当前微纳热电材料领域的共性难题。“继续尝试,调整溅射功率、基底温度、退火工艺……把所有能想到的参数组合都试一遍!”他的声音带着一种近乎偏执的坚持。

就在这令人窒息的重复和失败中,一个偶然的发现,如同黑暗中划过的火柴,点燃了希望的微小火焰。

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