热电资料是一种能够在必定程度上完结电能和热能彼此转化的新动力资料，在废热收回发电，热电制冷等范畴有重要运用，特别是在深空勘探电力供应、5G通讯微制冷及无源传感范畴具有无法替代性。热电资料的广泛运用关于进步动力利用率和节能减排完成碳中和具有极端重大意义。
日前，昆明理工大学资料科学与工程学院金属先进凝结成形及配备技能国家当地联合工程研讨中心葛振华教授与南边科技大学何佳清教授协作，立异性的提出了特洛伊掺杂（准同质掺杂）概念，而且成功运用于p型碲化铋基热电资料，相关研讨以《Highly Effective Solid Solution towards High Thermoelectric and Mechanical Performance in Bi-Sb-TeAlloys via Trojan Doping》为题，宣布在英国皇家化学会动力环境范畴尖端学术期刊Energy & Environmental Science。昆明理工大学为榜首作者单位，资料科学与工程学院硕士研讨生石涌才为榜首作者，葛振华教授、冯晶教授、何佳清教授为一起通讯作者。
热电资料的功能调控特别大程度上依赖于经过杂质原子固溶完成的载流子浓度调控。可是每种有用掺杂元素在基体中的固溶度有限，阻止了热电资料功能的进步。本作业提出了一种新的进步碱金属元素在碲化铋中的固溶度的办法：特洛伊掺杂（准同质掺杂）。利用水热组成的NaBiS2纳米带来替代直接用金属Na在p型Bi0.42Sb1.58Te3(BST)资料中进行掺杂，一方面克服了金属Na过于生动难以直接用，另一方面还进步了Na元素在BST中的固溶度，完成了高效固溶强化。NaBiS2就像特洛伊木马相同，将额定的Na离子引进BST晶格中。经过密度泛函理论(DFT)对缺点构成能做多元化的剖析，发现Na与S之间的配位比Na与Te配位具有更低的缺点构成能。然后经过晶体轨迹汉密顿核算证明了缺点构成能量的下降是因为Na-S键比Na-Te键的强度和安稳才能更高。证明了S元素在BST基体中具有促进Na元素固溶的效果。Na和S的固溶体在单腿器材中的转化功率约为6.0%，标明其在多支腿器材中的运用潜力。此外，Na的高效固溶显着进步了BST资料的热电功能和力学功能，与纯样品比较，4.0 wt.%NaBiS2掺杂样品的ZT值进步了58 %；硬度增加了45%。本作业证明了特洛伊掺杂是完成碱金属元素在热电资料中高效掺杂的有用手法，并能够被学习到其他系统和范畴中。本作业为完成高效固溶强化供给了新的战略，为取得高功能的资料供给了新的途径。
相关研讨得到国家重点研制方案、国家自然科学基金项目、云南省运用根底研讨方案重点项目、云南省杰出青年基金等项目的赞助。葛振华教授课题组长时间重视铋基，锡基，铜基热电资料的可控组成和功能优化机理，触及的相关资料的元素组成均是云南省优势资源，高功能热电资料的取得和新的功能优化途径的提出将为未来大规模产业化奠定根底，为云南省经济发展贡献力量。
