项目成果属于理论物理和凝聚态物理领域基础与应用研究成果，可应用于新能源开发等领域。能源问题是中国面临的亟需解决的问题。能源的多元化和高效多级利用是系统解决能源问题的一个重要技术途径。热电转换材料，能够直接实现热能和电能的相互转换，可用于余热温差发电、电子器件冷却等领域，是能源研究领域的热点。该项目从物理机制层面揭示了现有高性能热电材料晶体结构-电子结构-热电参数之间的普适关联规律和特殊行为，并以此为基础探索了提高相关材料体系热电性能的新途径，为实验研究提供了理论参考。

在热电材料领域取得的主要成果如下：1）基于密度泛函理论提出了SnSe和BiCuSeO等层状热电材料的层间和层内导电的物理机制，并且从化学键角度解释了导电通道的形成原因，揭示了n型和p型层状热电材料电导率各向异性强的原因。这些物理机制的提出，为提高层状热电材料的性能提供了理论参考。2018年Science（IF：41.058）上发表的论文对项目提出的SnSe导电通道的观点给予了充分肯定。此外，国际热电学会主席华盛顿大学杨继辉教授在2017年Energy & Environmental Science（IF：30.067）上发表的论文中认为课题组关于BiCuSeO的化学键和导电通道的工作具有很好的创新性。2）通过理论计算，设计和优化了几种具有本征能谷简并的热电材料。研究表明CuGaTe2在导带底出现了多能谷汇聚，这一特征可以在电导率不明显减小的情况下获得较大的塞贝克系数，使n型CuGaTe2的热电性能得到了明显的提高。另外，项目研究发现加压能促使CuGaTe2导带底的M点和Γ点的能带进一步汇聚，可以大幅度提高其热电性能。国际热电领域著名专家美国加州理工学院教授G. Jeffrey Snyder引用了课题组的能谷汇聚结果来论证他们计算结果的可靠性。3）项目研究发现不同结构的In4Se3纳米管的态密度呈现出明显的锯齿状，此时载流子的能带态密度随能量的变化降低为-1/2次方关系，并且（2,2）构形的纳米管费米面附近的态密度明显增强，意味着其电输运性能会得到大幅度提高。另外，在计算纳米结构材料热导率时，课题组引入了镜面散射概率参数p，其更准确地描述了界面对晶格热导率的影响。4）项目研究发现A5M2Pn6化合物中M位原子价态、A位原子半径、A位原子含量使得阴离子基团形成不同的链状排布，进而显著影响其热电特性。一维链之间连接与否直接影响着n型和p型A5M2Pn6化合物的塞贝克系数。

该项目先后承担国家自然科学基金面上项目1项，河南省高校科技创新团队支持计划1项，河南省科技创新杰出青年基金1项。8篇代表性论文被SCI引用150次，平均被引用次数19次。部分研究成果先后被Science，Energy and Environmental Science，Physical Review Letters等学科顶尖期刊中论文给予积极评价和肯定。培养硕士生22人，博士研究生3人，其中1人获河南省优秀硕士论文，1人获河南省优秀博士论文。

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