En raison des conductivités thermiques intrinsèquement élevées des matériaux thermoelectriques ternaires à moitié-Heusler (HH), ce qui limite une augmentation substantielle de leur figure de mérite thermoelectrique (ZT), il est urgent d'explorer d'autres systèmes de matériaux HH avec une conductivité thermique de réseau intrinsèque faible. Dans cette étude, nous proposons le concept du principe de l'électron de valence équivalent pour concevoir des matériaux HH quaternaires. Les alliages HH quaternaires de haute qualité Zr2CoNiSnSb et Nb2FeCoSnSb ont été fabriqués, montrant une conductivité thermique de réseau plus faible et une valeur ZT plus élevée comparée à celle des matériaux ternaires traditionnels non dopés. Des analyses de diffraction des rayons X et de microscopie électronique à transmission corrélée par aberration ont indiqué que ces alliages HH quaternaires présentent un groupe spatial typique F4̅3m et ont une bonne cristallinité. Des calculs de bande ont également révélé que ces matériaux HH quaternaires ont un gap de bande relativement modéré et un potentiel d'être d'excellents matériaux thermoelectriques. Plus précisément, une valeur ZT de pic de 0,58 a été obtenue à 1123 K pour Zr2CoNiSn0.8Sb1.2 grâce à un ajustement fin de la composition du matrice. Le principe de l'électron de valence équivalent proposé dans cet article peut non seulement fournir des indications pour élargir des systèmes HH à haute performance, mais aussi des idées pour la conception d'alliages à haute entropie et des écrans à haut débit.
Yang et al. (Mercredi,) ont étudié cette question.