艾姆斯實驗室為研發(fā)這一材料，得到了多方的聯(lián)合資助，其中包括美國能源部基礎(chǔ)能源科學(xué)辦公室、材料科學(xué)與工程部以及國防高級研究計劃局。
事實上，熱電材料是一種有著廣泛應(yīng)用前景的材料，在環(huán)境污染和能源危機日益嚴重的今天，進行新型熱電材料的研究具有很強的現(xiàn)實意義。
所謂熱電材料是一種能將熱能和電能相互轉(zhuǎn)換的功能材料，1823年發(fā)現(xiàn)的塞貝克效應(yīng)和1834年發(fā)現(xiàn)的帕爾帖效應(yīng)為熱電能量轉(zhuǎn)換器和熱電制冷的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。隨著空間探索興趣的增加、醫(yī)用物理學(xué)的進展以及日益增加的資源考察與探索活動，需要開發(fā)一類能夠自身供能且無需照看的電源系統(tǒng)，熱電發(fā)電對這些應(yīng)用尤其合適。
然而，自塞貝克效應(yīng)和帕爾帖效應(yīng)發(fā)現(xiàn)后近兩個世紀，實際應(yīng)用受到了限制，原因是低效率。20世紀50年代，熱電轉(zhuǎn)換被當作一個理想的動力源，用于太空探測，并已成功應(yīng)用于驅(qū)動旅行者號、先鋒號等太空探測器。盡管被美國航天局使用，低效率的熱電轉(zhuǎn)換仍然使它不能得到更實際的應(yīng)用，全球各國都在積極進行研究。
時至今日，提高效率的材料終于被研發(fā)出來。艾姆斯實驗室副研究員艾烏杰尼·萊文表示：“這一材料的問世，在熱電轉(zhuǎn)換領(lǐng)域可算是一大突破。此前，也偶聞有熱電效率大幅增加的現(xiàn)象，但都是雷聲大雨點小，但我們的成果是經(jīng)過嚴密檢驗的。”
據(jù)悉，艾姆斯實驗室的成果被刊登在美國《先進功能材料》雜志上，報告名為《分析鈰鐿摻合碲銻鍺銀85材料提升熱電優(yōu)值》。研究結(jié)果顯示，僅僅是增加1%的稀土元素鈰（cerium）或鐿（ytterbium）到“碲銻鍺銀”材料中，就足以提升性能。
團隊成員施密特·羅爾利用艾姆斯實驗室的固態(tài)核磁共振光譜儀器來研究這種材料，他能夠確認，1%的鐿鈰摻雜可以影響熱電材料的結(jié)構(gòu)。為了理解這些稀土的磁效應(yīng)，團隊成員布德蔻研究了材料的磁性能，并發(fā)現(xiàn)稀土元素改進了晶格，即熱電材料的晶體結(jié)構(gòu)。
然而，研究小組尚未準確理解，為什么這么小的物質(zhì)結(jié)構(gòu)改變能夠大幅影響其屬性。他們推論說，摻合碲銻鍺銀材料時采用兩種稀土元素中的任何一種，都可能影響幾種機制，提升熱電性能。
盡管還有許多的未知等待解決和發(fā)現(xiàn)，艾姆斯研究小組相信，隨著研究的不斷深入，熱電材料的性能將會進一步提高，必將成為全球新材料研究領(lǐng)域的一個新熱點。
