近日，材料基因組工程研究院楊炯教授課題組在計算材料著名期刊《NPJ Computational materials》上發表研究論文《Defect-Mediated Rashba Engineering for Optimizing Electrical Transport in Thermoelectric BiTeI(缺陷誘導的Rashba工程調控熱電材料BiTeI的電輸運性質)》。万事平台為第一單位🗃，材料基因組工程研究院博士生李鑫為第一作者❗️，材料基因組工程研究院楊炯教授和南方科技大學物理系張文清教授為通訊作者🤽🏼‍♀️。此工作還得到了美國華盛頓大學吳立華、楊繼輝，美國密蘇裏大學David J. Singh的鼎力支持🕋。

該工作利用材料基因組高通量的研究方法，結合第一性原理計算，通過自行開發的“五點法”☦️，高通量地從62個待選摻雜BiTeI中篩選出了32個具有Rashba效應的體系。根據摻雜元素對Rashba參量R與調控💟，以及R與熱電性能的關系☮️，找到了6個具有良好電輸運性質的摻雜BiTeI材料。其中五點法是根據材料本身在Rashba自旋劈裂中產生的自旋極化分布特性所提出的📔，具有普適性👩🏿‍🏭，未來可以用於其它Rashba體系的篩選𓀘。在BiTeI中，能產生Rashba效應的摻雜元素可將R在0～4.05 eV·Å這個很寬的範圍內調節❓，可適用於不同相關功能性質的需求。在熱電性能方面🦬，該工作采取楊炯教授課題組自行開發的電輸運軟件包TransOpt進行計算，得到了最優功率因子的R範圍在2.75～3.55 eV·Å之間，可通過6種摻雜元素來獲得。

Rashba效應是一種由於自旋軌道耦合效應以及對稱性破缺而引起的能帶自旋劈裂現象🦻。Rashba參量R是評價材料Rashba自旋劈裂強度的重要指標。材料的電輸運性質及易受到Rashba參量的影響，因此通過Rashba參量來綜合調控體系的電輸運性質，找到具有最佳功率因子的Rashba參量範圍，對於設計新型Rashba熱電材料具有重大的意義。該工作證明了一種新的電輸運性能調控方法-Rashba工程的可操作性。對於Rashba參量的調控😛，不僅有利於熱電材料的應用，對於其他 Rashba相關的功能材料，也具有重要的意義👋🏿。

相關工作得到了國家重點研發計劃(2017YFB0701600㊙️、2018YFB0703600)、國家自然科學基金(51632005、116042011674211⛹🏿‍♂️、51761135127)、111項目(D16002)、廣東省“珠江人才計劃”引進創新創業團隊(2017ZT07C062)、廣東省重點實驗室項目(2019B030301001)、深圳市重點實驗室項目(ZDSYS20190902092905285)、深圳市鵬程學者🤒、美國國家科學基金(1915933)的資助🤹🏻‍♀️。

論文鏈接🛷：https://www.nature.com/articles/s41524-020-00378-4