塞貝克（Seebeck）效應，又稱熱電效應，是指一種材料中存在溫度梯度時，會產生相應的電壓差的現象。塞貝克效應和材料的電子結構密切相關，其大小和隨外界條件的變化反映了材料費米能附近電子態密度的非對稱性結構。除了基礎物理方面的研究意義以外，目前國際上對塞貝克效應的關注更多地集中在其應用價值上，即熱電材料的應用。利用溫度差和電勢差的相互關係，熱電材料可以應用在溫差發電或固態製冷方面，作為一種新型的能源材料正在受到廣泛的關注。為了進一步提高材料的塞貝克係數，該領域當前的研究主流是以能帶計算為基礎，尋找能帶結構更合理的新型材料和低維材料。
重費米子材料的巨大熱電效應一直被認為是該類材料裡電子關聯下粒子有效質量高度重整化的結果。中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家實驗室（籌）極端條件物理重點實驗室特聘研究員孫培傑長期研究重費米子體系的異常輸運現象，曾發現電子局域近藤散射和巨大熱電現象的直接關係【Phys. Rev. Lett. 110，216408 (2013)】。
最近，通過把該項研究成果推廣到一般材料，孫培傑和碩士生韋貝佩、張佳浩提出並實驗驗證了一個和近藤過程類似的新型熱電輸運機理。當材料中電子馳豫過程隨溫度發生顯著變化時（反映在電子遷移率或粒子壽命的溫度變化上），材料會產生一個額外的，不依賴於費米面狀態的塞貝克信號。這個效應的符號和大小與能帶結構沒有直接關係，其物理來源是電子馳豫過程的溫度非對稱性。這一點和重費米子材料中近藤散射過程的能量非對稱性很相似，更具有普遍意義。他們將這個新型機理應用於方鈷礦結構的CoSb3等幾個典型的材料，很好地解釋了這類材料裡很難理解的異常熱電現象。該工作的意義主要反映在以下兩點：一、能夠解釋大量材料裡和電子異常馳豫過程對應的異常熱電信號的來源。二、為設計新型熱電能源材料提出了全新的思路。譬如，可以通過人工異質結構，或構建不同遷移率材料的複合連結來設計電子遷移率的梯度，以提高熱電轉換效率。
相關結果發表於近期的《Nature Communications》上。該研究是與維也納技術大學Tomczak、約翰尼斯堡大學教授Strydom、馬普固態化學物理研究所教授Steglich以及奧胡斯大學教授Iversen合作共同完成的，並得到了科技部量子調控項目、國家自然科學基金、中科院B類先導專項和百人計劃項目的支持。
原文：Large Seebeck effect by charge-mobility engineering
http://www.nature.com/ncomms/2015/150625/ncomms8475/full/ncomms8475.html
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