De thermo-elektrische conversie-efficiëntie van een bepaald materiaal wordt bepaald door de waarde van zijn thermo-elektrische verdienste zT. Het is een complexe functie van de absolute temperatuur en verschillende relevante transporteigenschappen, waaronder de Seebeck-coëfficiënt, de elektrische en thermische geleidbaarheid. Deze grootheden worden meestal parallel aan elkaar gemeten, als gevolg van het longitudinaal thermo-elektrisch effect.

Optimalisatie van zT in conventionele thermo-elektrische materialen voldoet aan ernstige beperkingen. Bijvoorbeeld, een komt van de ladingscompensatie van elektronen en gaten die tegengesteld bijdragen aan het Seebeck-effect. De andere is de wet van Wiedemann-Franz die de elektrische en thermische geleidbaarheid fundamenteel met elkaar verbindt, onafhankelijke optimalisatie van de twee grootheden onmogelijk maken.

Een recent artikel van J.S. Xiang et al. gepubliceerd in Wetenschap. China-Phys . Mech. Astron . heeft een veel grotere transversale verdienste aangetoond in een topologisch halfmetaal in lage magnetische velden, ten opzichte van zijn longitudinale tegenhanger. Dit lijkt eenvoudig op de veel grotere transversale (Hall) geleidbaarheid ten opzichte van zijn longitudinale tegenhanger die generiek wordt waargenomen in veel topologische semimetalen in lage velden.

De grote transversale zT-waarden in topologisch halfmetaal profiteren van enkele van zijn inherente kenmerken. Deze omvatten het naast elkaar bestaan ​​van elektronen en gaten die, in het geval van transversale thermo-elektriciteit, zullen elkaar aanvullend bijdragen, en de topologisch beschermde hoge ladingsmobiliteit is, grotendeels, vrij van de roosterimperfectie. Werkelijk, het Dirac-halfmetaal Cd3As2, die in dit artikel centraal staat, heeft om deze reden een zeer hoge elektronenmobiliteit ondanks zijn verwaarloosbare roosterwarmtegeleidingsvermogen.

spannender, topologische halfmetalen kunnen een overmatig transversaal thermo-elektrisch effect hebben, bekend als abnormaal Nernst-effect, voortkomend uit de uitgesproken Berry-kromming nabij het Fermi-niveau. Verder, als men een magnetisch topologisch halfmetaal beschouwt, de grote transversale thermo-elektriciteit zal verschijnen in de afwezigheid van een extern veld.

Volgens het blad, het transversale thermo-elektrische effect biedt wat meer voordelen ten opzichte van zijn longitudinale tegenhanger:het vereist geen twee (n en p) soorten thermo-elektrisch materiaal om één apparaat te construeren, omdat de elektrische en thermische stromen in dit geval orthogonaal en ontkoppeld zijn; hoge elektrische geleidbaarheid en lage thermische geleidbaarheid kunnen eenvoudig worden gerealiseerd met een anisotropieverbinding.