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[1]李 盛,卢海逸,余子洋,等.二维过渡金属材料自旋热电性能的研究进展[J].武汉工程大学学报,2026,48(01):33-41.[doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202406024]
　LI Sheng,LU Haiyi,YU Ziyang,et al.Research progress of spin thermoelectric properties of two-dimensional transition metal materials[J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2026,48(01):33-41.[doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202406024]
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二维过渡金属材料自旋热电性能的研究进展
(/HTML)

《武汉工程大学学报》[ISSN:1674-2869/CN:42-1779/TQ]

卷:
48
期数:
2026年01期
页码:
33-41
栏目:
现代大化工
出版日期:
2026-02-28

文章信息/Info

Title:
Research progress of spin thermoelectric properties of two-dimensional transition metal materials
文章编号:
1674 - 2869（2026）01 - 0033 - 09
作者:
李 盛;  卢海逸 ;  余子洋; 熊 伦*
武汉工程大学光电信息与能源工程学院&数理学院，湖北 武汉 430205
Author(s):
LI Sheng; LU Haiyi ; YU Ziyang;  XIONG Lun*
School of Optoelectronic Information and Energy Engineering & School of Mathematics and Physics，Wuhan Institute of Technology，Wuhan 430205，China
关键词:
热自旋电子学; 二维过渡金属材料; 自旋塞贝克效应; 异质结构; 热电转换; 研究进展
Keywords:
spin caloritronics; two-dimensional transition metal materials; spin Seebeck effect; heterostructure;  thermoelectric conversion;  research progress
分类号:
O4
DOI:
10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202406024
文献标志码:
A
摘要:
热自旋电子学源于对电子电荷与自旋的两种内在自由度的研究，在热电转换、废热回收和绿色能源利用等方面展现出广阔的应用前景。自旋热电效应指材料在自旋-轨道耦合以及温度梯度共同作用下产生的自旋-热流相互作用。当前研究的重点是通过自旋塞贝克（Seebeck）效应实现纯自旋流的产生，并提高热电转换效率。本文系统综述二维过渡金属材料的自旋热电研究进展，包括合成方法、机理探索及应用潜力。最新的研究表明，二维过渡金属材料在增强自旋流产生效率与优化热电性能方面具备显著优势，异质结构通过邻近效应实现多种特性协同作用，可有效弥补单个二维过渡金属材料的局限。未来研究应进一步阐述自旋-轨道耦合机制，并探索利用温度梯度增强自旋热电效应的有效策略。同时，发展新型二维过渡金属材料与优化现有材料的制备工艺，有助于推动热自旋电子学的实用化。建议加强学科材料科学、量子物理和工程技术的交叉合作，推动自旋热电技术面向应用落地，从而实现更高效的热电转换和能源利用。
Abstract:
Spin caloritronics，originating from the study of electron’s dual degrees of freedom—charge and spin—offers broad prospects for thermoelectric conversion，waste heat recovery，and green energy utilization. The spin thermoelectric Seebeck effect depicts the interaction between spin and heat flow under the combined presence of spin-orbit coupling and thermal gradients. Current research focuses on generating pure spin currents via the spin Seebeck effect and improving thermoelectric conversion efficiency. This review summarizes the latest advances in two-dimensional transition metal materials，covering synthesis approaches，mechanistic exploration of the spin thermoelectric effect，and practical applications. Recent studies demonstrate that two-dimensional transition-metal materials systems can not only enhance spin-current generation but also offer new routes to optimize thermoelectric performance. Moreover, van der Waals heterostructures enable unprecedented opportunities through proximity effects，thereby overcoming limitations of individual two-dimensional transition metal materials. Future directions include in-depth understanding of spin-orbit coupling mechanisms，and effective use of thermal gradients to strengthen spin thermoelectric responses，alongside development of new two-dimensional transition metal materials and optimization of synthesis techniques for practical spin caloritronic devices. Interdisciplinary collaboration-integrating materials science，quantum physics，and engineering is recommended to accelerate translational progress in high-efficiency thermoelectric conversion and energy utilization.

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相似文献/References:

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2024-06-14
基金项目：国家自然科学基金（12404085）；湖北省自然科学基金（2021CFD041）
作者简介：李 盛，硕士研究生。Email：18772311730@163.com
并列第一作者： 卢海逸，硕士研究生。Email：1292873273@qq.com.
*通信作者：熊 伦，博士，教授。Email：xionglun@wit.edu.cn.
更新日期/Last Update: 2026-03-09