時間：2022年5月6日星期五09:00-12:00
地點：騰訊會議ID: 659 156 257
重慶大學虎溪校區理科樓LE423
二、下午場安排
時間：2022年5月6日星期五13:00-18:00
地點：騰訊會議ID: 870 110 351
重慶大學虎溪校區理科樓LA104
三、報告摘要及主講人簡介
硒化銀/硒/聚吡咯復合柔性熱電薄膜的研究
主講人：蔡克峰教授
報告摘要：
隨著可穿戴設備的飛速發展，迫切需要尋求一種綠色、穩定且可持續的供能方法。柔性熱電材料制成的器件可將人體體溫與環境溫差發電，有望對可穿戴電子設備進行持續供電。β-Ag2Se作為一種n型窄帶半導體，是一種具有潛在應用價值的室溫熱電材料，近年來也受到了越來越多的關注。
本報告主要介紹蔡克峰教授課題組前期對Ag2Se柔性熱電薄膜研究的基礎上，對實驗工藝進行了優化，研究了導電聚合物聚吡咯（PPy）的原位引入對薄膜性能的影響，獲得了顯著提升的熱電性能，同時將薄膜組裝成熱電器件研究其輸出性能。
主講人簡介：
蔡克峰，同濟大學材料學院教授，博士生導師。1987.7-2001.7在武漢工業大學(現武漢理工大學)材料復合新技術國家重點實驗室工作（1995.12-副教授）；2001.8-2002.12德國宇航中心材料研究所洪堡學者；2003.1至今同濟大學教授。中國材料研究學會熱電分會常務理事。先后獲教育部優秀青年教師資助計劃、上海市引進海外高層次留學人員專項資金及浦江人才計劃的資助。參加和承擔了科技部、國家自然科學基金委、教育部及上海市等的科研項目十余項。在Nature Communications, Energy & Environmental Science, Progress in Polymer Science, Advanced Energy Materials, Advanced Functional Materials, Nano Energy等雜志發表SCI論文150余篇；獲中國發明專利二十余項。主要研究方向：柔性熱電材料及其器件，柔性超級電容器材料、新型電池及其器件。
AgSbTe2基高熵熱電材料
主講人：楊君友教授
報告摘要：
熱力學高熵效應使多組元材料易于形成高對稱性晶體結構的固溶體，在調控熱電材料的組分含量、晶體結構和電熱輸運性能方面具有獨特的優勢。楊君友教授通過AgSbTe2巖鹽結構材料的熵驅動合金化處理，實現了諸如GeTe，MnTe等非巖鹽結構熱電材料向穩定的巖鹽結構轉變，獲得了AgMnSbTe3, AgMnGeSbTe4等巖鹽結構半導體材料，禁帶寬度約0.3 eV。課題組詳細研究了材料的晶體結構（含局域晶體結構），能帶結構、微結構以及電熱輸運性能，發現材料對稱性的提高有利于形成多價帶頂的復雜能帶結構，而隨機無序的陽離子占位有利于獲得較低的晶格熱導率。因此，上述巖鹽結構熱電材料表現出優異的熱電性能，其平均熱電優值在較寬溫度范圍內（如400-773 K）可達0.9左右，為發展高性能熱電材料提供了可能的途徑。
主講人簡介：
楊君友，華中科技大學材料學院教授，博士生導師，副院長。湖北省楚天學者特聘教授，華中科大學“華中學者”特聘教授，中國儀器儀表學會功能材料分會常務理事，中國材料研究學會熱電材料分會理事。主要從事半導體熱電材料與器件、太陽能電池以及相變熱管理等方面的研究工作，主持國家自然科學基金重點、儀器專項等國家及省部級科研項目20余項，在JACS、Adv. Energy Mater.、Nano Energy等學術期刊發表論文180余篇。
硅化鐵基耐火熱電材料和器件
主講人：仇鵬飛副研究員
報告摘要：
目前主流的熱電材料在高溫服役時會出現諸如氧化、揮發、相變等情況，導致熱電性能和機械強度顯著下降甚至熱電器件失效，極大地限制了其實際應用。因此，開發兼具高熱電性能和高服役穩定性的熱電材料成為當前熱電領域非常迫切的任務。硅化鐵（β-FeSi2）成本低廉，在高溫具有優良的抗氧化能力和熱力學穩定性，但其熱電優值較低，無法滿足工業余廢熱回收對高熱電性能的需求。本研究結合理論計算和實驗，開展了β-FeSi2熱電性能優化與熱電器件制備工作。通過第一性原理計算，獲得了26種潛在的n型和p型摻雜元素在β-FeSi2中的缺陷形成能，并預測Ir元素可能在β-FeSi2中實現高的摻雜極限。在實驗上，通過電弧熔融和兩次退火工藝，成功合成了系列含不同Ir摻雜量的β-FeSi2樣品，證明其摻雜極限可達16%。熱電性能表征發現Fe0.84Ir0.16Si2的熱電優值在1000K時達到0.62，約為之前報道最高值的兩倍。特別是，Ir摻雜β-FeSi2在空氣中表現出優良的抗氧化能力。在1173K空氣下老化30天后，Fe0.84Ir0.16Si2的熱電性能未出現明顯變化。基于兼具高熱電性能和高服役穩定性的β-FeSi2基熱電材料，本工作進一步制備了新型耐火熱電器件。該熱電器件在高溫下表現出優良的抗氧化能力和穩定的熱電轉換能力。
主講人簡介：
仇鵬飛，中國科學院上海硅酸鹽研究所副研究員。主要研究方向為高性能熱電材料與器件，在Science、Nat. Mater.、Nat. Commun.、Adv. Mater.、Energy Environ. Sci.、Adv. Energy Mater.、Joule等期刊共發表100余篇論文；全部論文被他引兩千余篇次；在Adv. Funct. Mater.和Energy Storage Mater.等雜志發表綜述論文5篇；參與撰寫兩部英文專著中的各一章；獲授權中國發明專利10項；作為項目負責人承擔國家自然科學基金委優秀青年科學基金、面上基金等項目，入選中科院青年創新促進會（2016）、上海市青年科技啟明星計劃（2019）和上海市青年拔尖人才（2020）等人才項目，作為第五完成人獲得2020年度上海市自然科學一等獎。
CALYPSO結構預測方法及其在高壓研究中的應用
主講人：王彥超教授
報告摘要：
材料的性質與其微觀結構密切相關。因此確定材料的微觀結構是開展功能材料設計的基礎。但是，由于材料結構勢能面的復雜性導致在只給定材料化學組分的條件下，從理論上確定材料的結構是一個極具挑戰的難題。王彥超教授研究團隊基于群智優化算法，發展了CALYPSO結構預測方法，編寫了同名結構預測軟件包（www.calypso.cn）。目前，CALYPSO可以開展三維晶體，零維團簇，二維表面重構和層狀材料等體系的結構預測研究，并實現了以功能特性為導向的逆向材料結構設計。最近，其團隊利用CALYPSO方法開展了系列物質在高壓下的晶體結構搜索和實驗研究。例如利用CALYPSO發現了含有孤立的V型O3單元的穩定的非常規配比化合物CaO3高壓相，并以CaO/Ca和O2為前驅物，在高溫高壓條件下成功合成出理論預言的CaO3，豐富了臭氧化合物家族。電荷轉移分析表明CaO3中的臭氧離子具有-2價，這是首次在臭氧化合物發現[O3]-2陰離子。研究成果不僅為破解“大氧化事件”前氧氣缺失謎團提供了新思路，也為理解地球內部氧循環提供了新途徑。利用CALYPSO方法提出H2O在高壓富氫環境下可能生成了具有反常化學計量比的H3O高壓相，揭示了H3O在冰巨行星內部溫壓條件下以流體導電層形式存在，該研究為闡明天王星和海王星的異常磁場形成的物理機制提供了新思路。
主講人簡介：
王彥超，吉林大學物理學院教授，副院長。長期從事計算物理方法和軟件研發工作。發展了CALYPSO結構預測方法和軟件，被70多個國家的3600余位學者采用；開發了無軌道密度泛函ATLAS計算軟件，可實現百萬原子量級體系的第一性原理計算。在Nat. Commun.、PRL、PNAS等期刊上發表論文100余篇，總被引10,000余次，第一作者論文單篇最高被引1900余次，H因子39(引用數據取自google學術), 2020-2021連續兩年入選愛思唯爾 “中國高被引學者”榜單。2019年和2015年獲國家自然科學獎二等獎（第二和第三完成人）；2018年獲亞洲高壓物理協會“亞洲高壓會青年獎”。
Suppression of Phonon Transport owing to Electron-Phonon-Induced Dipole Coupling: An Effect of Breaking CrystalCentrosymmetry
主講人：劉德歡教授
報告摘要：
The effect of short-range electron-phonon coupling on lattice heat conduction was initially studied by Ziman (Philos. Mag. 1, 191, 1956), and then summarized by Giustino (Rev. Mod. Phys. 89, 015003, 2017). However, little is known about the role of the long-range electron-phonon coupling in limiting phonon transport in different crystal structures. Combiningab initioapproach and analytical modeling, in this manuscript, we show that the long-range electron-phonon-induce dipole (EPID) coupling can significantly suppress the phonon transport in polar semiconductors much more than the short-range deformation-potential scattering that has long been thought of as a predominant scattering mechanism by many previous studies. The significance of this study is summarized into three points. (i) We reveal that the EPID coupling will induce the acoustic phonons a “divergent scattering rate” that varies with reciprocal wavevectors (q–1). (ii) An analytical model is developed to verify the asymptotic behaviors of the phonon scattering rate at the long-wavelength limit, and a characteristic phonon frequency is also proposed for determining whether the scattering is dominated by the EPID or by the deformation potential. (iii) This work highlights the linkage between phonon thermal transport and centrosymmetry breaking. Comparing with the zinc-blende crystal (GaAs), the EPID coupling is particularly significant in the wurtzite crystal (ZnO) since the absence of a mirror plane perpendicular to thec-axis tends to break the inversion symmetry of out-of-plane vibration modes, which allows more piezoelectric phonons to be thermally excited. This work was supported by National Natural Science Foundation of China under Grants No. 52076089.
主講人簡介：
劉德歡，華中科技大學教授。2012年獲得臺灣大學博士學位，2013年至2014年在臺灣大學理論科學研究中心任博士后研究員，2015年至2019年在麻省理工學院陳剛院士課題組任博士后研究員。2019 年入選海外高層次人才引進計劃“青年項目”。研究方向為：半導體體系及固態電池中的納微米尺度能量輸運相關課題；具體包括半導體中電子-聲子耦合效應、缺陷及合金散射、神經網絡勢函數在熱學及離子輸運中的應用、固態電解質的高通量篩選等。
金屬中和半導體中的電子熱傳導
主講人：鮑華副教授
報告摘要：
在過去的30年里，熱傳導的研究主要關注了半導體和絕緣體，因此對聲子和晶格振動導熱開展了深入的研究。而在金屬、高摻雜半導體材料中，電子熱傳導起著非常重要的作用，相關的研究卻比較有限。一般認為，魏德曼-弗蘭茨定律建立了電導率和熱導率之間的相關性，這使得電子熱導率的計算相對容易。然而，魏德曼-弗蘭茨定律成立需要幾個重要的假設，包括可忽略的聲子貢獻、自由電子模型和彈性電子散射。本報告將重點討論金屬和半導體中的電子導熱特性。首先，我們使用第一性原理方法研究了不同金屬的聲子熱導率，發現聲子導熱盡管對多數單質金屬影響較小，但是特定的一些金屬的熱導率有重要貢獻。另一方面，在中低溫下，嚴格研究了電子聲子散射過程，發現即使在銅和鋁等常見金屬中，由于非彈性電子聲子散射，洛倫茲數也顯著降低。此外，結合第一性原理數據和玻爾茲曼傳輸方程，發現金屬納米結構具有很強的尺寸效應，其尺寸效應主要發生在在幾十納米的數量級。此外，也將探討低導熱的半導體SnSe的電子導熱以及本征Si在高溫下的雙極性電子導熱機理。
主講人簡介：
鮑華，上海交通大學密西根學院長聘副教授、博士生導師，自然科學基金優秀青年基金獲得者。本科畢業于清華大學，博士畢業于美國普渡大學。從事微納尺度導熱和輻射領域的研究，研究成果應用在芯片熱管理、熱功能復合材料、天空輻射制冷、太陽能綜合利用等領域。獲上海市自然科學一等獎（排名第2）。擔任中國材料與測試標準團體委員會材料基因工程領域委員。在Nature Communications, Nano Energy, Physical Review B等高水平學術期刊發表SCI論文70余篇。在IEEE-NEMS等國內外學術會議上做主旨、邀請報告十余次。主持國家自然科學基金優秀青年基金等國家和省部級項目，以及華為技術有限公司等企業項目。
電聲耦合對石墨烯熱輸運和拉曼線寬的調控
主講人：李武研究員
報告摘要：
人們通常認為只有遠低于室溫時電子-聲子耦合才會影響聲子輸運性質。近來發現在一些半導體和金屬中，在室溫附近電聲相互作用也能顯著影響甚至主導晶格熱導率。對石墨烯，主導熱導率的ZA聲子由于鏡面對稱性限制并不能被電子直接散射，因此人們并不期待電聲散射作用會影響石墨烯的聲子輸運性質。李武研究員課題組發現了在石墨烯這樣的三聲子散射由動量守恒的normal過程主導的二維材料中，存在一種間接的電聲相互作用機制。由其他聲學支（TA和LA）聲子作為媒介的ZA聲子和電子之間的間接耦合作用能夠使得石墨烯的熱導率即便在室溫也能顯著下降。而對雙層石墨烯，由于鏡面對稱性被破壞，電聲耦合對熱導率的影響會大大增強。其課題組通過計算還成功解釋了石墨烯的拉曼線寬隨溫度增加的溫度依賴關系以及不同實驗測量值之間存在很大差異的原因。高階非諧性、聲子重整化和電子-聲子作用都理解拉曼線寬都至關重要，并且電聲耦合可以在很大范圍內調節聲子線寬。
主講人簡介：
李武，深圳大學高等研究院研究員。2006年本科畢業于鄭州大學，2011年于中科院物理所獲博士學位(德國馬普學會聯合培養2年)。2011-2013年在法國原子能委員會（CEA）從事博士后研究，2013-2015年作為瑪麗居里學者在荷蘭SCM公司從事博士后研究，2015年在CEA任研究員。主要從事材料輸運性質的理論計算研究，開發的 ShengBTE軟件包為研究晶格熱導率的國際通用軟件，大大推動了聲子輸運、 微納尺度傳熱和熱電材料等領域的發展。至今在PRL等期刊發表通訊/第一作者論文 40余篇，論文總引用5400余次（Google Scholar）。入選全球前2%頂尖科學家“終身科學影響力”(2021年)和“年度影響力”(2020、2021年)榜單。
納米結構與聲子輸運物理機制
主講人：倪宇翔副教授
報告摘要：
作為固體中熱輸運的主要載體，聲子是晶格振動能量量子，是用來描述晶格振動的一種準粒子。許多重要的實際應用與器件（如集成電路的散熱、熱障涂層、熱電材料等）都需要有效地控制聲子輸運。在提升聲子輸運能力方面，本報告面向電子器件中的熱管理，分析使用熱界面材料的主動式散射和使用石墨烯散熱層的被動式散熱兩種情況，探討界面熱輸運的相關物理機制。在阻礙聲子輸運能力方面，本報告面向熱電材料的結構設計，分別從聲子的粒子性和波動性兩個層面，提出誘導和增強聲子散射和聲子局域化的針對性納米結構設計，闡明在相關結構中聲子輸運能力降低的機理。
主講人簡介：
倪宇翔，西南交通大學副教授，博士生導師。第十三批四川省學術與技術帶頭人后備人選。西南交通大學雛鷹學者，物理學院院長助理、應用物理系主任。2006，2010年于西南交通大學材料科學與工程學院分別獲得學士/碩士學位。2013年獲得法國巴黎中央理工學院能源學博士學位，2014-2016年在美國明尼蘇達大學機械工程學院作博士后研究。2016年作為引進人才加盟西南交通大學物理科學與技術學院。在國際頂級期刊Phys. Rev. Lett., Nat. Commun., J Mater. Chem. A, ACS Adv. Mater. & Interf., Phys. Rev. B，Appl. Phys. Lett.上發表科研論文50余篇，論文被引用次數600余次。美國材料學會（Materials Research Society）會員, 中國工程熱物理學會會員。擔任Appl. Phys. Lett, Phys. Rev. B，J. Appl. Phys.等期刊審稿人。SCI 期刊Advances in Condensed Matter Physics和Journal of Nanomaterials客座主編。西南交通大學歐美同學會理事，物理學院教授委員會委員。
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