Halbleiterglas mit überlegener Flexibilität und hoher thermoelectric Leistung bei Raumtemperatur

Die meisten kristallinen anorganischen Materialien, mit Ausnahme von Metallen und einigen Schichtmaterialien, zeigen eine schlechte Flexibilität aufgrund starker ionischer oder kovalenter Bindungen, während amorphe Materialien normalerweise aufgrund struktureller Störungen schlechte elektrische Eigenschaften aufweisen. Hier berichten wir über die gleichzeitige Realisierung außergewöhnlicher Flexibilität und thermoelektrischer Leistung bei Raumtemperatur in auf Ag2Te1-x S x basierenden Materialien durch Amorphisierung. Das Zusammenwirken von amorpher Hauptphase und Kristalliten führt zu außergewöhnlicher Flexibilität und ultraniedriger latenter thermischer Leitfähigkeit. Darüber hinaus zeigt das flexible Ag2Te0.6S0.4-Glas ein degeneriertes Halbleiterverhalten mit einer Hall-Mobilität von etwa 750 cm2 V-1 s-1 bei einer Ladungsträgerkonzentration von 8,6 × 1018 cm-3, die mindestens um den Faktor zehn höher ist als bei anderen amorphen Materialien, was zu einem thermoelectric Leistungfaktor führt, der ebenfalls um eine Größenordnung höher ist als bei den besten bekannten amorphen thermoelektrischen Materialien. Der in der Ebene prototypische uni-beinige thermoelektrische Generator, der aus diesem Material hergestellt wurde, demonstriert sein Potenzial für flexible thermoelektrische Geräte.