热电资料的使用并非一定要局限于温差和电压平行的纵向方向。最新研讨标明，在拓扑电子资猜中，二者彼此笔直的横向热电效应远比咱们以往所幻想的要大。SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy(SCPMA) 2020年第63卷第3期报导了中国科学院物理研讨所/北京凝聚态物理国家研讨中心孙培杰研讨员课题组的这一重要研讨结果，论文标题为“Large transverse thermoelectric figure of merit in a topological Dirac semimetal”1)，并同期宣布了陈仙辉院士对该作业的谈论文章“Harvesting transverse thermoelectricity in topological semimetals”2)。
热电资料能轻松完成温差和电能的直接彼此转化。作为新式的动力和制冷资料，其具有无振荡、无噪音、无需保护和可集成化等一系列长处，在空间技术、微电子与信息技术等范畴具有广泛的使用远景。但是，当时热电资料的功率较低是其使用的最大妨碍。
传统热电资料的功率受制于若干根底物理原因，其间首要的两个方面：1)电子空穴的彼此补偿下降了热电效应；2) Wiedemann-Franz规则决议了电导和热导的比例关系，二者不能独立优化。该课题组的这项作业发现了在一个小的磁场中狄拉克半金属砷化镉Cd3As2存在着巨大的横向热电（能斯特）效应，室温下获得了高达0.5（2T）的横向热电优值zT（图1）。这一现象奇妙地“绕过”了传统热电效应的上述困难，展示了其横向热电效应的共同优势。
图1横向和纵向热电优值随磁场的改动（左）和其峰值随温度的改动（右）
图2 传统的纵向热电效应（a）和横向热电效应（b）示意图2)
如图2所示，横向热电效应并不区别电子和空穴，二者的效应相互叠加后，电荷空穴补偿导致增强的横向热电效应，因此在实践使用中，人们不再需求n型和p型资料的串联结构。因为暖流和电流方向笔直，Wiedemann-Franz规则的约束被免除，人们能够相对独登时优化电导和热导。更重要的是，拓扑资料的能带结构导致的贝利曲率还能够发生额定的失常横向热电效应，其巨细能够终究靠改动费米能而进行调理（图3）。对拓扑半金属而言，发生大横向热电效应需求的外磁场原则上能够很小，一般稀土永磁体的磁场或许现已满足。假如进一步考虑具有磁性的拓扑系统时，巨大的横向热电效应还能够在零磁场下呈现，而不依赖于任何外加磁场，这将极大地丰厚该效应的潜在使用。
图3 横向和纵向热电效应随费米能的改动规则，前者跟着费米能的下降而单调上升，暗示着简略的横向热电效应优化途径
陈仙辉院士2)在谈论这篇文章时说到，拓扑半金属的巨大横向热电效应反映了拓扑电子的高迁移率、能带特色以及贝利曲率等本征特性，或许是拓扑资猜中存在的普适规则。正像许多高迁移率拓扑资猜中的霍尔电导能够远远大于惯例的纵向电导率相同，其横向热电效应也能够远大于惯例的纵向热电效应。这一点值得相关试验和理论研讨者的重视，关于探究新式热电资料和寻觅拓扑资料的相关使用具有重要意义。
