【报告题目】新型高性能热电材料设计与性能研究

邀请报告人：周小元研究员

时间: 2018年11月15日 下午16:00-18:00

地点: 仲英楼材料学院第一会议室

简介：周小元，重庆大学分析测试中心主任，物理学院特聘研究员。近五年来主持国家自然科学基金项目4项，包括面上基金2项、青年基金1项及主任基金1项。以第一/通讯作者发表SCI论文33篇，包括Energy Environ. Sci.，Mater. Today，Adv. Energy Mater.等学术期刊，其中影响因子5.0以上的论文14篇。SCI他引3000余次次，H指数29。已申请国家专利9项，获授权4项。受邀在美国材料大会（MRS）、国际热电大会（ICT）、中国物理年会及中国材料大会上做分会特邀报告。荣获2018年度国际热电学会青年科学奖，2018年度高层次留学人才回国资助，2017年入选第三批重庆市百千万工程领军人才，2016年度“中国科技新锐人物特别贡献奖”。担任中国材料研究学会热电材料及应用分会理事，中国硅酸盐学会特种陶瓷分会理事，中国仪器仪表协会仪表功能材料分会第七届理事，高校分析测试中心研究会理事及青年部部长，教育部高等学校物理类专业教学指导委员会西南地区工作委员会委员，Rare Earth杂志编委。担任Adv. Mater.，Adv. Energy Mater.，Chem. Mater.等SCI国际期刊审稿人。

摘要：热电半导体材料（或热电材料）是一种新型的、环境友好的新能源材料，在太阳热以及工业废热、汽车尾气废热等分散性热源的热电发电回收利和热电致冷等领域具有广阔的应用前景。无量纲热电优值ZT是衡量热电材料转换效率的重要指标，ZT＝S2sT /k，其中：T是绝对温度，S是Seebeck系数，s是电导率，k是热导率。热电材料研究的目标是通过优化载流子的特性来提高Seebeck系数和电导率，同时通过调控声子的特性来降低热导率，从而大幅度提高材料的ZT值。然而，热电材料的Seebeck系数、电导率和热导率之间的关联性很强， 任何改善电子输运的手段都在一定程度上提高热导率。如果能让三个热电参数：Seebeck系数、电导率、热导率相互解耦，并分别进行调控，达到大幅度提高材料ZT值的目的，必将为材料热电性能的优化提供广阔的空间和自由的途径。一些理论研究表明纳米化是有效解决这一问题的途径之一。由于晶界浓度的大量增加，声子被晶界散射的几率大大增加，因此材料的热导率会大幅度下降。结构纳米化所引入的量子限域效应可显著提高材料的Seebeck系数，而有利于大幅提高材料的热电性。