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侯正浩博士在热电材料领域取得重要突破--相关成果发表于国际顶级期刊《Advanced Materials》
发布时间:2026-09-15   浏览次数:1
近日,我院青年教师侯正浩博士作为重要合作者的热电材料研究成果“Native Defects-Induced Fermi-Level Pinning and Diffuson-Mediated Thermal Transport in BiSbSe3 Thermoelectrics”在国际材料科学领域顶级期刊《Advanced Materials》上正式发表。该期刊为中科院一区Top期刊,影响因子长期位居材料科学领域前列,代表着全球材料科学研究的前沿水平。我院为论文参与单位,显著提升了我院在新能源材料领域的国际学术影响力。
针对热电领域长期存在的“超低热导率材料却难以实现高性能”这一核心矛盾,研究团队以BiSbSe3为对象,通过电子显微学分析与第一性原理计算,揭示了本征缺陷与Sb孤对电子协同调控输运行为的微观机制:Se空位和阳离子占Se反位缺陷具有低形成焓,能够稳定n型导电、补偿空穴并将费米能级钉扎在远离价带顶的位置,从热力学上解释了p型BiSbSe3难以实现的长期困境;同时,强烈的近带边Sb-Se杂化作用软化了Sb主导的低频光学声子,促进声学-光学声子耦合,并在高温下诱导扩散子类热输运行为,揭示了超低晶格热导率及其弱温度依赖性的物理起源。基于理论与实验的紧密结合,研究进一步明确n型BiSbSe3的主要瓶颈在于高施主浓度下载流子迁移率的严重退化,并预测若消除费米能级钉扎,p型BiSbSe3有望在300-800 K范围内实现约1.4的优异平均ZT值。该工作不仅澄清了超低热导率热电化合物长期性能欠佳的根本原因,更建立了一个连接缺陷调控掺杂能力、晶格振动相干性与载流子平均自由程保持的普适化学设计框架,为开发高性能Te-free热电材料及其他具有本征超低晶格热导率的晶体材料提供了重要的理论指导。
我院侯正浩博士长期从事热电材料研究,在该项工作中参与了实验操作与分析等关键环节,为研究成果的取得作出了重要贡献。此次发表国际顶级期刊论文,充分体现了我院青年教师扎实的科研能力和积极的合作精神。
近年来,我院高度重视青年教师科研能力培养,积极鼓励教师参与高水平国际合作研究,持续提升科研创新能力和国际学术视野。此次研究成果的发表,是我院师资队伍建设与科研水平提升的生动体现。下一步,我院将继续完善科研支持机制,优化创新生态,推动更多教师在高水平科研合作中产出高质量成果,为学校高质量发展和学科建设提供更强支撑。
以上工作得到了国家自然科学基金青年基金项目(C类)等项目的资助。