超低热导率在诸如电磁学、热障涂层等各种应用领域中引起了极大的关注。在此，BiplabK.等人在Angew Chem Int Ed.中报道了一种Cu4TiSe4的晶体结构和传输性能。Cu4TiSe4是无毒且低成本的特殊材料，其在室温下显示出的晶格超低热导率。异常低的热导率的主要与原子晶格及其动力学有关。晶格热导率（kL）的超低值可能与其自身的一部分与Se原子杂化的Cu说产生的局部模态有关，这避免了到达区域边界的声子模的交叉的现象导致的频率降低的现象。就像声子玻璃电子晶体一样，Cu4TiSe4也可以为寻找有效的热电材料开辟道路，即使使用具有相对较高电阻率和较大带隙的硫族化物，只要它们的结构提供带有轻键合阳离子的亚晶格即可。

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202014222

本论文重新研究了最近发现的三元硒化铜钛Cu4TiSe4。与以前的报告相反，Cu4TiSe4使中心对称空间群P4̅3m（cP9）结晶，并采用Cu3VSe4结构（cP8）类型，在（0 0 0）处有一个额外的Cu位，并且在室温X射线衍射实验中没有观察到超晶格的迹象，而在室温结构显示铜位置的位置无序，这与以前的报告有所不同。Cu4TiSe4显示出大约1.50 eV的高光学带隙，该化合物在室温下显示出令人惊讶的高电阻率，即约102。另外，在室温下发现总热导率（kT）低至。这项主要结果是由于具有低截止频率的强光声耦合和牢固结合的Ti-Se共价键构架与由Cu +阳离子（本征响尾声）组成的弱结合离子亚结构互锁从而使热导率与玻璃相似来实现的。

图.1 晶格参数为a = 5.6458Å的立方晶胞的倒数空间视图（hk0）。单个晶格清晰可见（黑色）而且没有任何上部结构反射。

图2.Cu4TiSe4的晶胞在晶胞中心放置Ti部位。Ti和Se原子分别由蓝色和红色球形表示。显示了围绕Cu3（0,0,0）的四个折叠的铜位（Cu2）。Cu1，Cu2和Cu3分别以橙色，浅绿色和深绿色表示。

图3光学带隙测量的Tauc图。其中（a）Cu4TiSe4的直接带隙和(b)间接带隙

图4（左）导热系数与温度的关系图；(右)在温度范围（4K至310K）内纯Cu4TiSe4相样品的电阻率与温度的关系图。 

图5。室温下具有超低热导率的材料的摘要

图6Cp / T vs 图

图7(a)电子能带扩散和原子投射（有色）/状态的总密度（黑色）示意图，（b）由无序Cu4TiSe4结构生成的超级电池（2x2x1）的声子能带扩散示意图

图8. (a)带有原始单元的有序Cu4TiSe4（Cu（1a和3c棕色），Se（4ered）和Ti（1b-蓝色）原子）的电子能带结构示意图。(b)Phonon能带结构（左图）和部分密度有序Cu4TiSe4的状态（右面板）。对称的唯一铜原子Cu-1a和Cu-3c的状态的预计密度（中图），（c）声群速度（υ），（d）格鲁尼森参数（γ）作为频率（ω）的函数绘制，以及（e）使用Debye Callaway形式计算的晶格热导率的结果。 

结语

Cu4TiSe4由于其无毒和由低成本的富含地球的元素制造，因此在热涂层材料和太阳能电池吸收器领域都可能具有重要意义。像声子玻璃电子晶体一样，具有超低kL值的Cu4TiSe4也可以为发现高效热电材料方向开辟道路。即使是具有较高电阻率和较大带隙的化合物（尤其是硫族化物）也应重新研究，只要它们的结构提供带有轻键合阳离子的亚晶格。