从中子角度分析导热体背后的原子动力学，有助于美国能源部橡树岭国家实验室（Oak Ridge National Laboratory）的科学家们，使他们更深入地理解热电材料如何工作。这一分析可以推动开发更广泛的产品，把热能转化为电能。

　　研究人员做实验时，采用了橡树岭国家实验室的两个中子设施，就是散裂中子源（Spallation Neutron Source）和高通量同位素反应堆（High Flux Isotope Reactor），他们要了解，碲化铅（lead telluride）这种材料虽然分子结构类似普通食盐，但为什么具有非常低的热导率，或热损失率，这一属性使碲化铅成为一种引人注目的热电材料。

　　 “低导热系数的微观起源还不是很清楚。一旦对它的理解更明白，我们就可以设计一些材料，更好地把热能转换为电能，”奥利弗•迪莱尔（Olivier Delaire）说，他是一位研究人员，也是橡树岭国家实验室中子科学局（Neutron Sciences Directorate）的克利福德•沙尔研究员（Clifford Shull Fellow）。

　　迪莱尔的研究发表在《自然材料》（Nature Materials），研究表明，有一种不寻常耦合的微观振动模式，称为声子（phonons），就是这一声子破坏了碲化铅传递热能的动力。

　　典型的晶体材料中，有一种晶格状的原子结构，热传导被加强，是因为声子沿晶格传播。原子导热是通过链式振动，类似于振动沿弹簧传播。

　　Delaire的研究小组通过散裂中子源分析，证明碲化铅虽然具有相同的晶格，就像岩盐（rock salt），但表现出强烈的声子耦合（coupling of phonons），这会破坏晶格效应（lattice effect），消除导热能力。

　　“散裂中子源的冷中子斩波光谱仪（Cold Neutron Chopper Spectrometer）分辨率，以及高通量，都非常重要，可以进行这些渡越时间（time of flight）测量，”迪莱尔说。

　　通过控制热电热导率，较少能量会散失，更多热量可导向发电。今天，热电材料用于驱动深空探测器，探索外行星和太阳系。在太阳能集热器以外的范围探索时，这种航天器的反应堆热电发电机（reactor thermoelectric generators）使用的热量，就来自放射性同位素衰变，这也可以发电。

　　新的先进热电材料可用来开发更多的地面应用，如汽车排气系统可以把废气热能转化成电能，减少了所需要的交流发电机。新型热电材料也有助于集中太阳能，进行发电，回收利用余热，用于工业生产。

　　迪莱尔小组进行了更多的中子测量，采用的是高通量同位素反应堆的三轴光谱仪（triple-axis spectrometer）。数据分析也提供了便利，因为联合了橡树岭国家实验室的材料理论小组（Materials Theory group）。样品也做了合成和表征，就在橡树岭国家实验室的关联电子材料（Correlated Electrons Materials）团体进行。

　　这项工作的资金来自美国能源部科学办公室（DOE's Office of Science），是作为固态太阳能热能转换中心（S3TEC：Solid-State Solar-Thermal Energy Conversion Center）能源前沿研究中心（Energy Research Frontier Center）的一部分。