近日，中国科学院高能物理研究所中国散裂中子源(CSNS)谱仪数据分析团队与合作者利用中子散射实验技术以及理论计算探究了热电材料CsAg5Te3的结构和声子动力学，解释了该有序晶体的异常低热导机制，成果以《Strong low-energy rattling modes enabled liquid-like ultralow thermal conductivity in a well-ordered solid》为题发表在国内高水平期刊《国家科学评论》（National Science Review）上。
固体材料中的热传导由横波和纵波声子共同参与，而液体热输运主要由纵波声子来实现。因此，通常情况下，固体的导热效果比液体强。研究团队依托大科学装置CSNS的多物理谱仪(MPI)，充分结合第一性原理计算、中子衍射实验及非弹性实验、玻尔兹曼输运理论等，对一种低热导晶体材料进行了详细的结构和声子动力学研究，在有序晶体CsAg5Te3中观测到了类液体的声子输运行为。在MPI开展的中子衍射及对分布函数(PDF)实验结果表明该材料在8-700 K宽温区结构稳定，没有发生结构相变也没有超离子态转变。该工作说明在不掺杂等调控手段下，有序晶体材料本征的结构特征就可以导致强声子散射，从而在无机晶态材料中实现超低热导，为理解低晶格热导提供了重要的指导，同时也为设计热电材料、热管理器件、热障涂层及热绝缘体等提供了思路。
高能所王保田副研究员和南方科技大学何佳清教授为论文共同通讯作者，高能所谱仪数据分析团队刘鹏飞副研究员和物理所李西阳博士为该工作的共同第一作者。该工作得到了国家自然科学基金委、广东省、深圳市等的资助和支持。
论文链接：https://doi.org/10.1093/nsr/nwae216
附件下载：
