锑金属材料取代锡金属材料有望形成新合金材料

大剂量锑金属材料取代锡金属材料位置，锡金属材料与锑金属材料生产体系同样具有极低的晶格热导率，锑金属材料含量为30%的试样，其室温晶格热导率较锑金属材料含量2%的样品低73%之多。由于锡金属材料和锑金属材料原子尺度类似，质量接近，这样大的晶格热导率下降难以用合金化产生的质量波动和应力应变波动来解释。

锑金属材料多种微结构表征手段结合声子输运模型的深入分析则表明，与锑金属材料合金化硅化镁材料中的情况不同，Mg2锡金属材料1-x锑金属材料x低的晶格热导率是源于锑金属材料元素异价合金化所诱发的镁空位及大量的间隙团簇等多尺度缺陷。另一方面，针对该材料电性能的分析表明，这些多尺度缺陷对材料载流子迁移率的影响相对较小。

因此，锑金属材料合金化Mg2锡金属材料材料的zT值相比其掺杂成分实现了50%的提高，在750 K达到0.9，接近Mg2(Si,锡金属材料)固溶体的性能水平，但成分更简单。该研究扩充了对材料中异价合金化所诱发的复杂多尺度缺陷及其对材料热电性能影响的认识，并为其它材料的热电性能研究提供了有意义的借鉴。

调节体系载流子浓度的作用，而大剂量锑金属材料元素的加入，由于电价平衡需要，则能诱发Mg空位，降低电子浓度及高密度位错，对声子输运产生了额外的散射，从而实现材料晶格热导率的大幅度降低。然而，硅化镁类似物中锑金属材料的合金化所产生的多尺度缺陷对电性能的恶化亦不容忽视，以至于整体热电性能并未得到有效提升。但异价合金化这一改性手段在其它同类合金材料。