热电技术能够实现热能和电能的直接相互转换，兼具有体积小、无振动噪音、服役时间长和环境友好等优点，在废热发电和制冷方面具有独特的优势，因此引起了世界范围内清洁能源领域的广泛关注。热电器件的转换效率主要是由材料的工程热电性能决定的，其中能量转换效率η取决于热电材料的工程热电优值(ZT)eng值。
半休氏勒（half-Heusler）HH合金热电材料是工作于中高温温区（300-700℃）的优异材料体系。它不仅具有较高的热电优值，而且具有优良的电学输运性能。特别是这类材料体系众多，化学稳定性和热稳定性俱佳，机械性能优异，是理想的热电发电材料。然而，不足之处在于大多数HH材料晶格热导明显高于其它热电材料体系。通过材料的纳米化处理以及不同原子位置上的合金化手段，可以明显降低HH材料的晶格热导率。
近来，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）先进材料实验室赵怀周副研究员热电团队，与物理所陈小龙研究员、谷林研究员，以及美国休士顿大学任志峰教授和美国西北大学Jeffrey G. Snyder教授等合作，提出基于活泼金属锂或镁与其它主族或过度元素的卤化物进行置换反应形成的原位多元金属纳米颗粒与卤化锂或镁的复合体系，通过真空辅助条件下的脉冲等离子热压（SPS）技术，合成了多种具有高密度和纯度的HH合金材料。
这些材料的特点就是在材料内部晶界处存在高密度的位错阵列。
这项工作的普适性意义在于，它不仅可将本方法推广到其它著名热电材料体系，对一些非热电材料体系的化合物与合金体系也具有指导意义。相关论文近日发表于材料领域著名刊物Advanced Energy Materials，DOI: 10.1002/aenm.201700446。