热电材料具有直接将热能转化为电能的能力，适用于从废热回收、太阳能电池革新到航空航天等众多领域。因此，寻找具有本征高热电性能的母体材料一直是人们所追求的方向。近日，烟台大学物理与电子信息学院的戴振宏教授和赵银昌教授课题组联合清华大学倪军教授课题组在国际知名期刊《Energy & Environmental Materials》（五年影响因子16.5）上发表了题为“Effects of rattling behavior of K and Cd atoms along different directions in anisotropic KCdAs on lattice thermal transport and thermoelectric properties”的研究论文，文中报道了KCdAs的独特各项异性热电输运性质，指出KCdAs是一种极具潜力的热电候选材料，为设计新一代热电器件奠定了可靠理论基础和技术指导。

相关研究模型

基于自洽声子理论、压缩感知技术、晶格非谐效应、电声散射以及玻尔兹曼输运方程等的系统计算，作者揭示出KCdAs的优异热电性能来源于强非谐效应所引起的超低晶格热导率以及高色散与平带共存的电子结构所带来的高功率因子。同时，该研究考虑了四阶非谐性所引起的声子群速重整化，针对三声子和四声子散射过程对声子寿命的影响进行了详细的研究，揭示了热输运背后的物理机制。结果表明，p型KCdAs在500 K下a(b)轴方向上的zT峰值达到了惊人的4.25，打破了长期以来zT <4的记录。

物电学院2022级硕士研究生王跃为论文第一作者，烟台大学为第一单位，赵银昌教授、戴振宏教授为论文共同通讯作者，本研究得到了山东省自然科学基金重大基础研究项目的资助。