La eficiencia de conversión termoeléctrica de un material en particular está determinada por el valor de su figura termoeléctrica de mérito zT. Es una función compleja de la temperatura absoluta y varias propiedades de transporte pertinentes, incluido el coeficiente de Seebeck, las conductividades eléctricas y térmicas. Estas cantidades generalmente se miden en paralelo entre sí, reflejando el efecto termoeléctrico longitudinal.

La optimización de zT en materiales termoeléctricos convencionales cumple con severas limitaciones. Por ejemplo, uno proviene de la compensación de carga de electrones y huecos que contribuyen de manera opuesta al efecto Seebeck. La otra es la ley de Wiedemann-Franz que vincula fundamentalmente la conductividad eléctrica y térmica, haciendo imposible la optimización independiente de las dos cantidades.

Un artículo reciente de J. S. Xiang et al. publicado en Sci. China-Phys . Mech. Astrón . ha demostrado una figura transversal de mérito mucho mayor en un semimetal topológico en campos magnéticos bajos, en relación con su contraparte longitudinal. Esto simplemente se asemeja a la conductividad transversal (Hall) mucho mayor sobre su contraparte longitudinal que se observa genéricamente en muchos semimetales topológicos en campos bajos.

Los grandes valores de zT transversal en semimetal topológico se benefician de algunas de sus características inherentes. Estos incluyen la coexistencia de electrones y huecos que, en el caso de termoelectricidad transversal, contribuirán aditivamente entre sí, y la movilidad de alta carga protegida topológicamente es, en gran medida, libre de la imperfección de la celosía. Realmente, el semimetal de Dirac Cd3As2, que se centra en este documento, tiene una movilidad de electrones muy alta a pesar de su conductividad térmica de celosía insignificante por esta razón.

Más emocionante, Los semimetales topológicos pueden tener un efecto termoeléctrico transversal excesivo, conocido como efecto Nernst anómalo, que surge de la pronunciada curvatura Berry cerca del nivel de Fermi. Es más, si se considera un semimetal topológico magnético, la gran termoelectricidad transversal aparecerá en ausencia de campo externo.

Según el periódico, el efecto termoeléctrico transversal ofrece algunos méritos más sobre su contraparte longitudinal:no requiere dos (n y p) tipos de material termoeléctrico para construir un dispositivo porque las corrientes eléctricas y térmicas son ortogonales y desacopladas en este caso; La alta conductividad eléctrica y la baja conductividad térmica se pueden realizar fácilmente con un compuesto de anisotropía.