近期，中国科学院近代物理研究所高宁研究员团队与金属研究所邰凯平研究员课题组、刘畅研究员课题组与合作者研制出一种高性能碲化铋/单壁碳纳米管（Bi₂Te₃/SWCNT）柔性热电材料。研究人员采用自主设计改进的磁控溅射沉积系统，以具有优异力学和电学性能的自支撑碳纳米管三维网络为骨架，利用亚纳米尺度的碳管束沟槽限制扩散和诱导有序形核以及薄膜材料的温度选择性晶面生长机理，首次制备出具有高度有序显微特征的Bi₂Te₃/SWCNT复合自支撑热电薄膜材料。

  高宁研究团队在其中承担大规模计算模拟研究工作，利用分子动力学方法成功揭示了此种材料的底层柔性物理机制，研究显示在这种（000l）面织构中，经弱范德华力连接的-Te₁-Te₁-原子面平行于复合薄膜自由表面，范德华力层间的相对运动是复合薄膜沿面外弯曲变形时表现出良好柔性的重要机制，相邻Bi₂Te₃<-12-10>晶向高度取向一致，且为（000l）范德华力晶面上的易滑移方向，这有利于范德华层间位移在相邻晶粒间的传递。

  此研究表明该复合材料的制备原理和技术可同样适用于其他具有弱范德华力连接的层状结构半导体材料体系，在柔性半导体材料和器件领域具有广泛的应用前景。相关研究成果（“Flexible layer-structured Bi₂Te₃ thermoelectric ona carbon nanotube scaffold”）于11月19日在《Nature Materials》在线发表。