L'efficacité de conversion thermoélectrique d'un matériau particulier est déterminée par la valeur de son facteur de mérite thermoélectrique zT. C'est une fonction complexe de la température absolue et de plusieurs propriétés de transport pertinentes, dont le coefficient de Seebeck, les conductivités électrique et thermique. Ces quantités sont généralement mesurées parallèlement les unes aux autres, reflétant l'effet thermoélectrique longitudinal.

L'optimisation de zT dans les matériaux thermoélectriques conventionnels rencontre de sévères limitations. Par exemple, l'un provient de la compensation de charge des électrons et des trous qui contribuent à l'inverse de l'effet Seebeck. L'autre est la loi de Wiedemann-Franz qui lie fondamentalement la conductivité électrique et thermique, rendant impossible l'optimisation indépendante des deux quantités.

Un article récent de J.S. Xiang et al. Publié dans Sci. Chine-Phys . Méca. Astron . a démontré une figure de mérite transversale beaucoup plus grande dans un semi-métal topologique dans de faibles champs magnétiques, par rapport à son homologue longitudinal. Cela ressemble simplement à la conductivité transversale (Hall) beaucoup plus grande que son homologue longitudinale qui est génériquement observée dans de nombreux semi-métaux topologiques dans des champs faibles.

Les grandes valeurs transversales de zT dans le semi-métal topologique bénéficient de certaines de ses caractéristiques inhérentes. Il s'agit notamment de la coexistence d'électrons et de trous qui, dans le cas de la thermoélectricité transversale, contribueront les uns aux autres, et la mobilité de charge élevée protégée topologiquement est, dans une large mesure, exempt de l'imperfection du réseau. Réellement, le semi-métal Dirac Cd3As2, qui est abordé dans cet article, a une mobilité électronique très élevée malgré sa conductivité thermique de réseau négligeable pour cette raison.

Plus excitant, les semi-métaux topologiques peuvent avoir un effet thermoélectrique transversal excessif, connu sous le nom d'effet Nernst anormal, résultant de la courbure prononcée du Berry près du niveau de Fermi. Par ailleurs, si l'on considère un semi-métal topologique magnétique, la grande thermoélectricité transverse apparaîtra en l'absence de champ extérieur.

Selon le journal, l'effet thermoélectrique transverse présente quelques mérites supplémentaires par rapport à son homologue longitudinal :il ne nécessite pas deux (n et p) types de matériaux thermoélectriques pour construire un seul appareil car les courants électrique et thermique sont alors orthogonaux et découplés; une conductivité électrique élevée et une faible conductivité thermique peuvent être facilement réalisées avec un composé anisotrope.