超低熱導率在諸如電磁學、熱障塗層等各種應用領域中引起了極大的關注。在此，BiplabK.等人在Angew Chem Int Ed.中報導了一種Cu4TiSe4的晶體結構和傳輸性能。Cu4TiSe4是無毒且低成本的特殊材料，其在室溫下顯示出的晶格超低熱導率。異常低的熱導率的主要與原子晶格及其動力學有關。晶格熱導率（kL）的超低值可能與其自身的一部分與Se原子雜化的Cu說產生的局部模態有關，這避免了到達區域邊界的聲子模的交叉的現象導致的頻率降低的現象。就像聲子玻璃電子晶體一樣，Cu4TiSe4也可以為尋找有效的熱電材料開闢道路，即使使用具有相對較高電阻率和較大帶隙的硫族化物，只要它們的結構提供帶有輕鍵合陽離子的亞晶格即可。
論文連結：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202014222
本論文重新研究了最近發現的三元硒化銅鈦Cu4TiSe4。與以前的報告相反，Cu4TiSe4使中心對稱空間群P4̅3m（cP9）結晶，並採用Cu3VSe4結構（cP8）類型，在（0 0 0）處有一個額外的Cu位，並且在室溫X射線衍射實驗中沒有觀察到超晶格的跡象，而在室溫結構顯示銅位置的位置無序，這與以前的報告有所不同。Cu4TiSe4顯示出大約1.50 eV的高光學帶隙，該化合物在室溫下顯示出令人驚訝的高電阻率，即約102。另外，在室溫下發現總熱導率（kT）低至。這項主要結果是由於具有低截止頻率的強光聲耦合和牢固結合的Ti-Se共價鍵構架與由Cu +陽離子（本徵響尾聲）組成的弱結合離子亞結構互鎖從而使熱導率與玻璃相似來實現的。
圖.1 晶格參數為a = 5.6458Å的立方晶胞的倒數空間視圖（hk0）。單個晶格清晰可見（黑色）而且沒有任何上部結構反射。
圖2.Cu4TiSe4的晶胞在晶胞中心放置Ti部位。Ti和Se原子分別由藍色和紅色球形表示。顯示了圍繞Cu3（0,0,0）的四個摺疊的銅位（Cu2）。Cu1，Cu2和Cu3分別以橙色，淺綠色和深綠色表示。
圖3光學帶隙測量的Tauc圖。其中（a）Cu4TiSe4的直接帶隙和(b)間接帶隙
圖4（左）導熱係數與溫度的關係圖；(右)在溫度範圍（4K至310K）內純Cu4TiSe4相樣品的電阻率與溫度的關係圖。
圖5。室溫下具有超低熱導率的材料的摘要
圖6Cp / T vs 圖
圖7(a)電子能帶擴散和原子投射（有色）/狀態的總密度（黑色）示意圖，（b）由無序Cu4TiSe4結構生成的超級電池（2x2x1）的聲子能帶擴散示意圖
圖8. (a)帶有原始單元的有序Cu4TiSe4（Cu（1a和3c棕色），Se（4ered）和Ti（1b-藍色）原子）的電子能帶結構示意圖。(b)Phonon能帶結構（左圖）和部分密度有序Cu4TiSe4的狀態（右面板）。對稱的唯一銅原子Cu-1a和Cu-3c的狀態的預計密度（中圖），（c）聲群速度（υ），（d）格魯尼森參數（γ）作為頻率（ω）的函數繪製，以及（e）使用Debye Callaway形式計算的晶格熱導率的結果。
結語
Cu4TiSe4由於其無毒和由低成本的富含地球的元素製造，因此在熱塗層材料和太陽能電池吸收器領域都可能具有重要意義。像聲子玻璃電子晶體一樣，具有超低kL值的Cu4TiSe4也可以為發現高效熱電材料方向開闢道路。即使是具有較高電阻率和較大帶隙的化合物（尤其是硫族化物）也應重新研究，只要它們的結構提供帶有輕鍵合陽離子的亞晶格。（文：SSC）
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