空位缺陷作为一种有效的声子散射源，可以显著降低材料热导率，但传统的单空位缺陷常常面临着可能损害晶体电导率的弊端。因此设计制备新型的空位缺陷，实现电、热输运性质的协同优化成为当前热电研究领域的一个新的热点。近期我中心谢毅教授课题组通过在合成中同时引入Bi、Cu双空位，首次在BiCuSeO基超晶格热电材料中实现了电、热输运性质的协同优化，获得了明显优于纯样和单空位样品的热电性能。他们通过正电子淹没测试发现在Bi-Cu双空位样品中，空穴电荷有从Bi空位（[Bi₂O₂]²⁺绝缘层）向Cu空位（[Cu₂Se₂]^2-导电层）转移的趋势，可以显著提高p-型Bi_0.975Cu_0.975SeO的载流子浓度，增强其电学输运性能。同时基于空位点缺陷、超晶格界面以及晶界等分级结构的“全尺度”声子散射可以大幅度降低系统的热导率，并最终ZT值在750K时达到0.84。这种异层双空位协同调控的实验策略将为设计制备高性能的热电材料提供了新的思路。

该成果近日以“Dual Vacancies: an Effective Strategy Realizing Synergistic Optimization of Thermoelectric Property in BiCuSeO”为题发表在Journal of the American Chemical Society上（J. Am. Chem. Soc., 2015, 137 (20), 6587–6593）。