合成具有可调组成和纳米结构的高性能热电（TE）材料通常需要复杂而昂贵的方法，如高温熔融和固相反应，这些方法耗费大量的时间和精力，而且成本很高。

近日，武汉理工大学吴劲松教授，Dongwang Yang报道了开发了一种快速，可靠，低成本，环保的方法，即真空诱导法，用于快速合成具有高TE性能的Cu2S基材料。

文章要点

1）通过在室温下混合金属Cu和S的细碎粉末，然后发现，一旦将混合物置于低真空（≈约30 Pa或更高）中，即可通过快速硫化反应生成x在0-0.07范围内可调的Cu_2-xS化合物。

2）研究人员利用透射电子显微镜研究了Cu_2-xS形成的原子机制，发现这是一种Cu⁺阳离子和S^2-阴离子同时扩散的异质生长。在低真空中，S蒸气优选地附着在具有丰富的缺陷位，例如原子空位、台阶和边缘的Cu表面上。

3）经进一步等离子活化烧结处理后的Cu_2-xS粉末具有较高的TE性能，800 K左右的ZT约为1.56。

这种简单的合成方法为硫化物的制备提供了一条有效且低成本的途径，在TE材料和固体电解质中具有潜在的应用前景。

参考文献

Yimeng Yu, et al, A Flash Vacuum-Induced Reaction in Preparing High Performance Thermoelectric Cu₂S, Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202107284

https://doi.org/10.1002/adfm.202107284