摘要: 近年来，由于日益严峻的环境问题和不可再生能源的枯竭，人们开始把目光投向可再生的、对环境友好的清洁能源上。热电材料可以实现热能和电能之间的相互转化，可以有效利用生产生活等产生的废热，而且还具有相当的可靠性。因其不产生排放物也没有传动... 展开 近年来，由于日益严峻的环境问题和不可再生能源的枯竭，人们开始把目光投向可再生的、对环境友好的清洁能源上。热电材料可以实现热能和电能之间的相互转化，可以有效利用生产生活等产生的废热，而且还具有相当的可靠性。因其不产生排放物也没有传动部分，因此还具有无噪声无污染的优点。对于如何提高热电材料的工作效率，在上世纪九十年代，Slack提出了声子玻璃-电子晶体(Phonon Glass Electron Crystal)的热电材料开发思路:在保持电子的传导性能的前提下降低材料的晶格热导。人们通过研究发现，在笼状(Clathrate)化合物和方钴矿(Skutterudite)结构的材料中，在其它元素形成的笼子中加入外来原子(guest atom)可以有效降低晶格热导。有观点认为这是外来原子的颤动导致了较强的晶格散射所致。近些年来，一些过渡族硫系半金属化合物被发现有优异的热电性能，被认为是一种新型的声子玻璃，其极低的晶格热导率被认为和离子的运动有关。具体来说，有研究表明离子的运动会对降低材料的晶格热导。也有研究认为离子的运动行为有液体的特征，降低了材料的热容从而导致晶格热导的降低，并由此提出了声子液体的概念。总的来说，不管是通过声子散射降低声子的平均自由程，还是降低比热容，都意味着晶格热导和原子或者离子的运动之间应当有着紧密的联系，需要有一种研究原子运动时间尺度的实验手段进行表征。核磁共振(Nuclear magnetic resonance，NMR)是一种被广泛应用的研究原子尺度结构和动力学的实验手段，在本论文中，将采用固体核磁共振技术为主要研究手段，对硫系半金属化合物模型体系进行系统的研究。 论文正文将会首先详细地介绍研究背景，固体核磁共振技术和主要的实验方法。在实验结果部分，首先以过渡族硫系半金属化合物CuAgSe为研究对象，利用核磁共振技术研究原子/离子运动时间尺度的优势，从实验上给出了离子运动和晶格热导之间具有关联性的证据，并结合前人的研究结果解释了晶格热导并不随着温度单调变化的现象。随后，对不同偏分的CuAgSe样品中Cu原子的运动能力进行了追踪，提出了调节空位(Vacancy)这一新的调控离子运动能力的思路并在实验上进行了验证。最后，利用核磁共振对离子扩散的类固体(Solid-like)和类液体(Liquid-like)行为进行了研究，在实验上给出了Cu2S体系内存在离子运动的固-液转变和固-液混合特性的证据。 收起